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    [分享]光栅起偏器的参数优化 [复制链接]

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    离线infotek
    科学家
     
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2021-01-06
    案例315.01：光栅起偏器的参数优化 xn}'!S2-b  
     8^< -;  
    这个案例说明了对于一个用于VIS光起偏的亚波长光栅的参数优化过程。 hk,Q=};  
     ;iS}<TA  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 DlIfr6F  
     ZU "y<  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 6[qRb+ds  
    p}(w"?2  
    相关案例：100.01,101.01 UI;!_C_  
     VK`b'U &l"  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 v8pUt\m"  
     Ud{-H_m+  
    建模任务： 1N#TL"lMS  
     +m>Kb edl  
    平面波入射周期为200nm的镀铬线性矩形光栅，基底为融石英，产生TE模的起偏。 #UXmTrZ.  
     %FyB\IQ  
    <T0-m?D_$  
    优化目标： k?xtZ,n{s  
    wz6e^ g  
    —TE模偏振光的透过率最大化 *xLMs(gg  
     * =;=VUu5  
    —TM模偏振光的透过率最小化 1U"Y'y2  
     53(m9YLk  
    优化函数： Wg}#{[4  
     )k7`!@ID  
    —最小化TE的透过率 jj$'DZk  
     *]Vx=7 D  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） _0vXujz  
    E176O[(V=  
     Wm3H6o*  
       d[S C1J  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 }#yRa Ip  
    SULWPH5Pr  
     YHKm{A ]  
    {[Yv@CpN  
    优化的自由变量为： .3HC*E.e  
    5h20\b?=$  
    —缝宽：10—190mm f-{[ushj  
     4|:{apH  
    —光栅深度：20—200nm 9Z+@i:_}  
     9Pem~<  
    优化算法： S2<(n,"  
     N!Y'W)i16  
    —使用Parameter run 进行一个全波长的全局搜索使得TE透过率的最大值最小同时使得偏振对比度的最大值最低。全局搜索不是强制的，但是它帮助确定在几个最大值和最小值之间确定优化参数的起始点。 |fzo$Bq  
    —参数优化使用下山简法（局部优化）和模拟退火法（全局优化）。参数优化使得找到在偏振对比度和TE透过率之间的一种平衡。 ; 9'*w=V  
     Zn9w1ev  
    光路流程图和偏振分析器： \XB71DUF  
     ec]ksw6T+  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。  |u$AzI  
     -rH3rKtf~  
    对于给定的波长范围，偏振分析器被用来计算相关偏振方向的最大和最小值。并可以计算 和 的反射或透射的最大和最小值。像偏振对比度这样高级的优化函数也可以被计算出来。 {yG)Ii  
    kbMIMZC/G  
    Parameter Run 的全局搜索： U7ajDw  
     <o]tW4\(R  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 q_ 5xsTlTR  
     ZE=~ re  
    Parameter Run 设置 @Qx;J<{+g  
     b1 KiO2 E  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； }RoM N$r  
     fqZ!Bi  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； PD/~@OsxU  
     Gwvs~jN  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 U}qW9X;o  
     H-rf?R2  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 n1cAI|ZE  
     MA1,;pv6  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 iT|+<h  
    优化函数依据迭代次数进行显示： G! 87F/  
    'wQ=b  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 h1Q7(8=Eg  
     > ZNL pJQ  
    TE透过率和偏振对比度对于不同参数设置已经达到了最大化。 \T[*|"RFZ  
     Ar):D#D  
    参数构成： YTGup]d  
     uZQ)A,#n;  
    缝宽50nm，规划深度200nm；最小TE透过率72.7%；最小偏振对比度62；TE透过率均匀误差7%； JT:9"lmJz,  
      
    4wBCs0NIm  
    局部参数优化： UPgZj\t%{  
    -m+2l`DLy  
    使用局部参数优化的参数优化文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_03”中。 o0<T|zgF5,  
    +HfjnEbtBs  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； \Xkx`C  
    kv'n W  
    参数和优化函数被严格定义，以便在TE透过率，偏振对比度和TE透过率均匀误差之间找到平衡。 i;\i4MT  
    +ATN2 o  
    .z{7 rH  
    8XY4  
    参数定义： |]I?^:I  
    \]r{73C  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 De^is^{  
    F\]rxl4(L  
    缝宽10—190nm权重1e20 O}KT>84M  
    $h$+EE!  
    优化函数定义： \XpPb{:>  
    n&Al~-Q:^  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） xw=B4u'z  
    @L~y%#  
    ——偏振对比度大于50（全波段） t>25IJG  
    ^QnVYTM  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 Xajjzl\b  
    tq*Q|9j7VG  
    ,)QmQ ^/  
    选择下山简法进行局部优化。 ]-AT(L >  
    g`Rs;  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 fNK~z*  
    v:vA=R2  
       F`ihw[ Wn  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 lRO8}XSI  
    oS`F Yy  
    优化过的参数为： _WSJg1  
    t /47lYN)  
    缝宽：46nm；规划深度200nm；最小化偏振对比度50；TE透过率的均匀误差7% 9YvMJ  
    b ;}MA7=  
    结论： r@!~l1$s`  
    7"QcvV@p  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 4,aBNuxWd  
    "Srp/g]a  
    Parameter Run允许对参数空间进行全局搜索找到局部参数优化的合适起始点。 |Jq/kmn  
    cf j6I  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 E@@quK  
    PNKmI  
    'kC$R;#\7  
    QQ：2987619807     cKxJeM07  
     
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