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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 FV,SA3  
     ?Cl"jcQ*  
    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。 !7|9r$  
     P_%l}%   
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 NsK>UJ'  
     dg<fUQ  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 =l{KYv  
    @1X1E 2:  
    相关案例：100.01,101.01 lsf?R'1  
     *Ux"3IXO  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 [X\2U4  
     l^Z~^.{y  
    建模任务： zh#uwT1u  
     =-Tetp  
    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。 I>|?B( F  
     epe}^Pl  
    ]>j_ Y ,  
    优化目标： 3j#F'M)s{  
    an@Ue7  
    —TE模偏振光的透过率最大化 KO7cZME  
     [Y+ bW#'  
    —TM模偏振光的透过率最小化 `UPmr50Wq  
     P40eK0 e6  
    优化函数： <ZEll[0L  
     M1\/ueOe  
    —最小化TE的透过率 21Opx~T3  
     &-tf/qJ  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） gE#,QOy  
    J(GLPCO$K  
     YTA  &G  
       uLht;-`{n  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 F[Up  
    cgAcAcmY  
     6IH^rSUSK  
    ':@qE\(  
    优化的自由变量为： pj`-T"Q  
    +g&W423k_  
    —缝宽：10—190mm [)?3Dp|MH  
     "a7d`l:  
    —光栅深度：20—200nm ujedvw;sO  
     X88Zd M'  
    优化算法： J.(_c ' r  
     7v_e"[s~  
    —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。 lw{|~m5`  
    —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。 -fv.ByyA  
     z~al h?H  
    光路流程图和偏振分析器： d29HEu  
     ,# 6\:i  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 3& $E  
     h9mR+ng*oD  
    对于给定的波长范围，偏振分析器被用来计算相关偏振方向的最大和最小值。并可以计算 和 的反射或透射的最大和最小值。像偏振对比度这样高级的优化函数也可以被计算出来。 gf@Dy6<  
    ]Ea6Z  
    Parameter Run 的全局搜索： 7Fx8&Z  
     ;K!Or  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 pOXEM1"2A  
     9"e!0Q40  
    Parameter Run 设置 [%pZM.jFO  
     ]SI`fja/  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； bYfcn]N  
     Syb:i(Y  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； X"]ZV]7(]s  
     -p }]r  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 @{G(.S  
     53c6dl  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 p#w,+)1!d  
     ]c D!~nJ  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 x0] *'^aA  
    优化函数依据迭代次数进行显示： IM+PjYJ  
    N'StT$(  
    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。 6=FuH@Q&  
     iDA`pemmi&  
    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。 jB;+tDC!Co  
     B.o&%5dG  
    参数构成： f]EHDcC3X  
     |N*>K a;  
    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%； q)/4i9  
      
    PSE![whK  
    局部参数优化： MB)xL-jO  
    &1&*(oi]X  
    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。 Je'$V%{E  
    8`D_"3j3g\  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； Z7Kc`9.0|  
    )`)cB)s  
    参数和优化函数被严格定义，以便在TE透过率，偏振对比度和TE透过率均匀误差之间找到平衡。 XxGm,A+>Ty  
    Pz?O_@Ln  
    A U](pXK;  
    G8SJ<\?  
    参数定义： `?)i/jko"  
    })":F  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 l!b#v`  
    xc!"?&\*  
    缝宽10—190nm权重1e20 T M+7>a$  
    *(rq AB0~  
    优化函数定义： C$P3&k#W  
    w/&#UsEIr  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） )9*WmFc+#  
    V\ |b#?KL  
    ——偏振对比度大于50（全波段） B>R6j}rh'k  
    |Qm 7x[i  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 ?h {&  
    <X: 9y  
    ^71sIf;+  
    选择下山简法进行局部优化。 <v\|@@X  
    "m!Cl-+u  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 UZyo:*yB  
    8?PNyO-Wt5  
       %bAv.'C  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 51~:t[N|  
    4 1Ru@  
    优化过的参数为： {h2D}F  
    _^KD&t%!+y  
    缝宽：46nm；规划深度200nm；最小化偏振对比度50；TE透过率的均匀误差7% ^P[-HA|  
    VL\6U05Z  
    结论： qLR)>$  
    L"IdD5`7T  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。  z=!xN5  
    NK#f Gz*,(  
    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。 \=.iM?T  
    !a  /  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 @Fo0uy\ G  
    j}y"  
    6JJ%`Uojh  
    QQ：2987619807     @6\8&(|  
     
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