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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 ?b*/ddIs  
     'FPcAW^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。 6:|!1Pg5  
     FhY{;-W(T  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 @sB}q 6>  
     Yn IM-  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 S|{Yvyp  
    7GBZA=J  
    相关案例：100.01,101.01 tf$PaA  
     G_2gKkIK-  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 jpYw#]Q  
     R (tiIo  
    建模任务： r/N[7 *i  
     :Bx+WW&P.i  
    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。 t5ny"k!  
     +X* F<6mZ  
    xVsa,EX b  
    优化目标： 6o[0sM_];  
    $I)Tk`=  
    —TE模偏振光的透过率最大化 v5&xY2RI7  
     nR,Qm=;  
    —TM模偏振光的透过率最小化 wE,=%?"  
     .KT 7le<Zm  
    优化函数： T=eT^?v  
     S 0R8'Y  
    —最小化TE的透过率 mC*W2#1pF  
     %K&+~CJE  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） 7.7Cluh5,  
    SE-!|WR  
     V9+xL 1U#  
       tl{]gz  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 _%A/ )  
    `!UaScM  
     X;s 3y{ku  
    $:%*gY4~76  
    优化的自由变量为： !7:EE,W~  
    zVp[YOS&c  
    —缝宽：10—190mm jHkyF`<+  
     [5]R?bQ0q{  
    —光栅深度：20—200nm ?dp -}3/G  
     >%iu!H"  
    优化算法： k9*J*7l-m  
     ]uBT &  
    —使用Parameter run 进行一个全波长的全局搜索使得TE透过率的最大值最小同时使得偏振对比度的最大值最低。全局搜索不是强制的，但是它帮助确定在几个最大值和最小值之间确定优化参数的起始点。 hr J$%U  
    —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。 96.IuwL*.s  
     _N>wzkJ  
    光路流程图和偏振分析器： 89*S? C1  
     #t"9TP  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 /`7 IK  
     T5 K-gz7A  
    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。 i:l80 GK  
    W@:^aH  
    Parameter Run 的全局搜索： GAg.p?Sq  
     7,pjej  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 Bv;I0i:_  
     Q;XXgX#l  
    Parameter Run 设置 ?,WUJH?^  
     N+*(Y5TU  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； Z 7`5x  
     +<)tql*  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； TZ^{pvBy  
     1P5*wNF  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 i FC"!23f  
     5T!&r  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 .[edln  
     am]3 "V>  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 !Bag}|#  
    优化函数依据迭代次数进行显示： Ro$j1Aw(  
    y.jS{r".  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 5\uNEs$T  
     9U!JK3d  
    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。 ^bF}_CSE  
     IJ hxE  
    参数构成： ?+3R^%`V  
     XZF%0g2$b  
    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%； Zn?8\  
      
    R|/Wz/$1A  
    局部参数优化： n(Qj||:  
    , yTN$K%M  
    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。 P1dN32H o  
    f&K}IM8& #  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； )$MS 0[?  
    x2Ha&   
    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。 Sq?,C&LsA  
    [fd~nD#.  
    Vz%"9`r  
    D5=C^`$2  
    参数定义： O:2 #_  
    a a4$'8s  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 *^n^nnCwp  
    !>\9t9  
    缝宽10—190nm权重1e20 @=CLeQG`  
    bSQ_"  
    优化函数定义： SO7(K5H,  
    x]H3Y3  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） yxqTm%?y  
    QT_Srw@  
    ——偏振对比度大于50（全波段） Xe)Pg)J1  
    bC6X?m=  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 QDP-E[  
    ,K T<4  
    k9cK b f@  
    选择下山简法进行局部优化。 VcP:}a< B\  
    [S%J*sz~  
    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。 !5NGlqEF#  
    &/HoSj>HS  
       'wa g |-  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 d"Bo8`_  
    r8sdzz%  
    优化过的参数为： $\+"qs)  
    ohtT O]\  
    缝宽：46nm；规划深度200nm；最小化偏振对比度50；TE透过率的均匀误差7% D^N[=q99&e  
    !!9{U%s  
    结论： ; /=L  
    B .El a  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 \{lE0j7}h  
    nz>K{(  
    Parameter Run允许对参数空间进行全局搜索找到局部参数优化的合适起始点。 jn~!V!+ +  
    Xp#~N_S$  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 [ ynuj3G V  
    >)4.$#H  
    K@HLIuz4t  
    QQ：2987619807     Ln:lC( '  
     
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