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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 ?AeHVQ :C  
     OYszW]UMg  
    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。 p4m^ ~e  
     h*;g0QBkl  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 lgkl? 0!  
     "8wf.nZ  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 &Q-[;  
    a"0B?3*r46  
    相关案例：100.01,101.01 [+g(  
     %sOWg.0_  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 a)3O? Y  
     /<3;0~#){  
    建模任务： lv<iJH\  
     4zo4H~@gk  
    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。 JC c N>DtP  
     F[>7z3I  
    iGG6Myp-  
    优化目标： M!eoe5  
    x4CtSGG85f  
    —TE模偏振光的透过率最大化 UJee&4C-y  
     d&}pgb-Md  
    —TM模偏振光的透过率最小化 ,vY)n6  
     k1ipvKxp:8  
    优化函数： LYd}w(}  
     E:uReT  
    —最小化TE的透过率 Uj4Lu  
     u] F7 0C^~  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） qSFc=Wwc  
    XXa(305  
     iP<k1#k  
       Um]p&phVL  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 YniZ( ~^K  
    Ze-MAt  
     8|1`Tn}o  
    T?W[Z_D  
    优化的自由变量为： _LJ5o_-N  
    ~R :<Bw  
    —缝宽：10—190mm c5X`_  
     w- UKMW9"  
    —光栅深度：20—200nm VLf g[*k  
     ?k [%\jq{a  
    优化算法： ;*y|8od B  
     X Y~;)<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。 S3SV.C:z>  
    —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。 M6J/mOVx5  
     {*N^C@  
    光路流程图和偏振分析器： 'dkXYtKCB  
     q.-y)C) ;  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 }KK2WJp#M  
     XR|"dbZW.0  
    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。 }ppVR$7]0  
    }c} ( 5  
    Parameter Run 的全局搜索： /@Ez" ?V2  
     +AB6lv  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 3@&bxYXm  
     pss6Oz8  
    Parameter Run 设置 w|=gSC-o  
     'g]hmE  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； bFSlf5*H  
     jRofG'  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； 2-~a P  
     Ejq=*UOP  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 SC'BmR"ox  
     B]1HS`*7  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 ^"1TPd|  
     5|{)Z]M%9  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 Mec{_jiH&D  
    优化函数依据迭代次数进行显示： YZibi  
    M:_!w[NiLp  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 F<5nGx cC  
     !6Q`>s]  
    TE透过率和偏振对比度对于不同参数设置已经达到了最大化。 |=\91fP68`  
     .8]Y-  
    参数构成： Sr&T[ex,.  
     _vL<h$vD  
    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%； 8zZSp  
      
    *wwhZe4V  
    局部参数优化： 6^sHgYR  
    ]c}=5m/  
    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。 _F izgs  
    aM$\#Cx  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； 4YLs^1'TG0  
    uArR\k(  
    参数和优化函数被严格定义，以便在TE透过率，偏振对比度和TE透过率均匀误差之间找到平衡。 k,rWa  
    I_?He'=0oU  
    8a9RML}G<  
    ('t kZt%8  
    参数定义： "x&3Z@q7  
    JvkL37^ n:  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 . |uLt J  
    YdI0E   
    缝宽10—190nm权重1e20 NhA#bn9y?  
    Q2eXK[?*  
    优化函数定义： ) r9b:c\  
    w>qCg XU3  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） :tM?%=Q  
    c&f y{}10  
    ——偏振对比度大于50（全波段） h>wcT VF  
    <*u C  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 .Pw%DZ'  
    3sFeP &  
    wVqd$nsY"  
    选择下山简法进行局部优化。 Kd3QqVJBz1  
    Q.k :\m*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。 JDv-O&]  
    pUCK-rL  
       iCTQ]H3  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 qzK("d  
    |y"jZT6R}t  
    优化过的参数为： EA|k5W*b  
    ,+._;[k  
    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% bU`=*  
    2yKz-"E  
    结论： 5j{Np,K  
    j$x)pB3]  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 S &JJIFftO  
    n|i"S`  
    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。 \DA$6w\\  
    wqD5d   
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 ~O;y?]U  
    `.=sTp2rbc  
    _8><| 3d  
    QQ：2987619807     n#*`!#  
     
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