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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 ".&x`C  
     k0|*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。 @kR/=EfS  
     O=os ,'"  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 'jp nQcwxx  
     @:$zReS2  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 0mB]*<x8  
    27b7~!  
    相关案例：100.01,101.01 !:Lb^C;/  
     HR'r~ #j  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 8Rq+eOP=S  
     jEBZ"Jvb  
    建模任务： MRvtuE|g  
     *#j+,q!X  
    平面波入射周期为200nm的镀铬线性矩形光栅，基底为融石英，产生TE模的起偏。 x Z2 }1D  
     J-g#zs  
    c1j)  
    优化目标： A(y^1Nm  
    n8"S;:Zm  
    —TE模偏振光的透过率最大化 CFJ F}aW  
     kq6K<e4jO  
    —TM模偏振光的透过率最小化 ARYqX\-e  
     2#Fc4RR;  
    优化函数： Y7R"~IA$  
     0*^)n&O  
    —最小化TE的透过率 Ww*='lz  
     mLM$dk3  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） L{$ZL&  
    h'wOslyFa  
     Qg+0(odd  
       {N+N4*  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 Z(AI]wk3<  
    nGA'\+zj L  
     8XwAKN:f  
    -ecP@,  
    优化的自由变量为： >'eOzMBn  
    yTw0\yiO  
    —缝宽：10—190mm *&)<'6  
     >`DbT:/<  
    —光栅深度：20—200nm Fz7(Kuc  
     iK%<0m  
    优化算法： :u#Ls,OZz  
     H<|I&nV  
    —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。 BDY@&vF  
    —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。 yEUFK  
     UM%[UyYQ  
    光路流程图和偏振分析器： Ee>P*7*jB  
     ~1YL  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 p~M1}mE  
     =tl[?6  
    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。 MP,l*wVd  
    GqhnE>  
    Parameter Run 的全局搜索： +v%V1lf^~  
     +]Of f^s  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 zcItZP  
     b3e:F{n ^  
    Parameter Run 设置 Ltpd:c  
     ~,yHE3B\G  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； _)Uw-vhQiT  
     BM{GSX  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； PPT"?lt*&  
     qWe1`.o  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 J) v~  
     aR.1&3fE  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 VP=(",`  
     KC o<%  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 BR\% aU$u  
    优化函数依据迭代次数进行显示： w\=zTHo88  
    i](,s.  
    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。 O z%K*  
     8%JxXtWW`  
    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。 G5Y5_r6Gu  
     8WV1OIL  
    参数构成： \Q{@AC<?i  
     *w4jET>  
    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%； eA&hiAP/  
      
    0Mt2Rg}  
    局部参数优化： qie7iE`o  
    "|`8mNC  
    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。 PaV[{ CD  
    @Fqh]1t  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； *=dFTd"#  
    wXDF7tJh  
    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。 noe1*2*TE  
    ^4]#Ri=U  
    n1o/-UY  
    CmRn  
    参数定义： dv-yZRU:  
    Jl&bWp^3  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 G ;V@oT  
    @B ~! [l  
    缝宽10—190nm权重1e20 _~_04p  
    ;_K+b,  
    优化函数定义： #})Oz| c  
    \v]}  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段）  m3 ;  
    QRdNi 1&M  
    ——偏振对比度大于50（全波段） l9 )iLOj  
    YS,kjL/  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 #h ;j2  
    F/ 2@%,2n  
    ~w Dmt  
    选择下山简法进行局部优化。 0~A<AF*t  
    I!jSAc{  
    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。 E xKH%I  
    [Z,A quCU(  
       '0X!_w6W  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 EG&^;uU  
    p*!@z|F>U  
    优化过的参数为： mLk@&WxG  
    m0]LY-t  
    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% n)} J<  
    BzF.KCScs  
    结论： cGkl=-oQ'  
    l}335;(  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 I"Ji_4QV  
    Q'JEDH\  
    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。 vQ+}rHf`[  
    s6Bt)8A  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 ,.]e~O4R  
    sxgR;gf6  
    seHwn'Jn  
    QQ：2987619807     |/arxb&  
     
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