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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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    光币
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    光券
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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 Bc"}nSjH  
     IM&7h! l"|  
    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。 OaCj3d>  
     Z-sN4fr a  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 Ai_|)  
     dgqJ=+z 0y  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 #?|1~HC  
    %IH|zSr)EM  
    相关案例：100.01,101.01 _R<V8g1f  
     +nyN+X34B  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 ZtK%b+MBP  
     ujp,D#xHP  
    建模任务： wbF1>{/"  
     rxK[CDM,  
    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。 kE(-vE9  
     i^V4N4ux]  
    YHv,Z|.w  
    优化目标： T+`GOFx  
    Va[dZeoy  
    —TE模偏振光的透过率最大化 2dJ)4  
     Pv$"DEXA2  
    —TM模偏振光的透过率最小化 DBrzw+;e3  
     snzH}$Ls  
    优化函数： v&/-&(+  
     D2*Q1n  
    —最小化TE的透过率 IhKas4  
     Fu$Gl$qV?%  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） hD.wKX?oO  
    i2R]lE8  
     5N</Z6f'o  
       M #Ru I%  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 ia.B@u1/  
    +#"Ic:  
     *wZV*)}  
    u2m{Yx|  
    优化的自由变量为： 2 ]6u B e  
    BCDf9]X  
    —缝宽：10—190mm 0J,d9a [1  
     !Fs) "?  
    —光栅深度：20—200nm 0JL6EL>_  
     hQLx"R$  
    优化算法： #Lt+6sa]2@  
     sEi.f(WA  
    —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。 ?U[nYp}"v  
    —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。 cx%9UK*c  
     k yA(m;r  
    光路流程图和偏振分析器： _[Wrd?Z  
     3T^dgWXEG  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 wbKBwI5w  
     Pb&+(j  
    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。 `fh_8%m]*  
    Q"_T040B  
    Parameter Run 的全局搜索： 6y!?xot  
     0s[3:bZ\Ia  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 >V=@[B(0  
     }n8;A;axi  
    Parameter Run 设置 dV*rnpN  
     2G> ]W?>  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； &!fcLJd  
     'U Cx^-  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； 9 9BK/>R  
     "lb!m9F{  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 |VF"Cjw?  
     l:}4 6%  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 < R%6L&  
     N2Hb19/k  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 RIx6& 7$  
    优化函数依据迭代次数进行显示： 2{: J1'pC  
    S*@0%|Q4r  
    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。 Tz~ ftf  
     l~c> jm8.  
    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。 V2skr_1  
     X}^gmu<Vla  
    参数构成： }f*S 9V  
     RL8 wSK  
    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%； cYS+XBz  
      
    Mc^7FWkw  
    局部参数优化： aBLb i  
    ~]+  jn  
    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。 2 ZXF_ o  
    "A3xX&9-q  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； izo $0  
    nP5fh_/  
    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。 3o^M%  
    |/Z)?  
    ( "z;Q?(  
    z*1K<w8  
    参数定义： w+P^c|  
    y Dw!u[:  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 ?QVI'R:Z?  
    pSUp"wch  
    缝宽10—190nm权重1e20 OUMr}~/  
    JFdzA  
    优化函数定义： M lwQ_5O  
    ! .}{ f;Ls  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） 4tWI)}+ak  
    Fowh3go  
    ——偏振对比度大于50（全波段） rNp#5[e  
    \(L^ /]}G)  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 7^5BnF@  
    eQj/)@B:V  
    pQ8+T|0x  
    选择下山简法进行局部优化。 i(rY'o2 BN  
    xc?<:h"  
    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。 >^N :A  
    `h6W@ROb  
       =Y[Ae7e  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 E~^'w.1  
    3J<,2  
    优化过的参数为： h65j,v6B  
    miqCUbcU  
    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% q5PYc.E([  
    k*^W lCZ3  
    结论： >j3N-;o@?  
    Z]d]RL&r  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 iSHl_/I<  
    w.H+$=aK  
    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。 2O/_hv.  
    ") D!OW]  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 2oLa`33c1  
    ?f&I"\y  
    Y[4B{  
    QQ：2987619807      sd%~pY}  
     
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