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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 FLJdnL  
     Q@hx +aM  
    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。 C)/uX5  
     Y[9x\6 _E  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 YbF}(iM  
     EO$_]0yI;_  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 Asicf{HaX  
    _H(m4~ M  
    相关案例：100.01,101.01 3}}~(  
     a02;Zl  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 GEXT8f(7  
     ET1/oG<@  
    建模任务： JX(JZ/8B^  
     g PogV(V  
    平面波入射周期为200nm的镀铬线性矩形光栅，基底为融石英，产生TE模的起偏。 oX@nWQBc_  
     ufm`h)N  
    x F7C1g(  
    优化目标： 4]RGLN  
    jftoqK- p  
    —TE模偏振光的透过率最大化 ~aa`Y0Ws],  
     f sAgXv  
    —TM模偏振光的透过率最小化 -8; ,#  
     s2L|J[Y"s  
    优化函数： iD#HB o  
     gE]) z*tqX  
    —最小化TE的透过率 7$'%*|C.  
     IwhZzw w  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） n!~mdI&  
    sF^3KJ|  
     7F.t>$'  
       M@fUZh  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 LGZ5py=xb  
    *`[dC,+`.  
     .j:[R.  
    +J3 0OT8  
    优化的自由变量为： a@Tn_yX  
    Lc(D2=%  
    —缝宽：10—190mm Lzu;"#pw  
     H[?~u+  
    —光栅深度：20—200nm 1C(6.7l  
     5*~Mv<#  
    优化算法： G^]T  
     9qkH~B7  
    —使用Parameter run 进行一个全波长的全局搜索使得TE透过率的最大值最小同时使得偏振对比度的最大值最低。全局搜索不是强制的，但是它帮助确定在几个最大值和最小值之间确定优化参数的起始点。 8WK%g0gm  
    —参数优化使用下山简法（局部优化）和模拟退火法（全局优化）。参数优化使得找到在偏振对比度和TE透过率之间的一种平衡。 o-2FGM`*VB  
     gBz$RfyF  
    光路流程图和偏振分析器： bs$x%CR  
     @@K@;Jox  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 _,(]T&j #2  
     ^l;nBD#nJ  
    对于给定的波长范围，偏振分析器被用来计算相关偏振方向的最大和最小值。并可以计算 和 的反射或透射的最大和最小值。像偏振对比度这样高级的优化函数也可以被计算出来。 U;o[>{L   
    3 G/#OJ  
    Parameter Run 的全局搜索： t_5b  
     &x19]?D"+  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 jca7Cx`sm  
     {ve86 POY  
    Parameter Run 设置 Va,M9)F  
      uZ][#[u  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； ~Fv&z'R  
     sL|lfc'bB  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； 2P`QS@v0a=  
      c'?4*O  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 4Z>hP]7  
     [b-27\b  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 -]"=b\Q  
     50% |9D0?Y  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 TtEc~m  
    优化函数依据迭代次数进行显示： {bnNY  
    ! )$ PD@  
    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。 y]Q G;  
     Y, K): ~T  
    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。 D7cOEL<  
     *m:h0[[J  
    参数构成： V!G&Aen  
     <y1V2Np  
    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/r0p>  
      
    ?T-6|vZA  
    局部参数优化： 6J0HaL  
     {n}6  
    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/S~l;x  
    QA7SQ cd,  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； Zy^mSI4i  
    [z#C&gDt  
    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。 fo~8W`H&  
    49n.Gc  
    opTDW)  
    iA*Z4FKkT  
    参数定义： wJ-G7V,)  
    1L1_x'tT%  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 <y5V],-U  
    )\_xB_K\  
    缝宽10—190nm权重1e20 u%?u`n2'  
    L;30& a  
    优化函数定义： 1BQTvUAA  
    b9%}< w  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） -a(f-  
    /!ZeMY:x  
    ——偏振对比度大于50（全波段） j-|YE?AA  
    'Ht$LqG  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 _.0c~\VA  
    |`T3H5X>  
    wm0vqY+N$  
    选择下山简法进行局部优化。 @-~YQ@08`  
    mLX1w)=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。 pv039~Sud  
    AfW63;kH  
       Gxfw!aF~  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 )k0e}  
    i.2O~30ST  
    优化过的参数为： h-hU=I8  
    t$=FcKUV}f  
    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% pHFlO!#]|  
    o+{}O_r  
    结论： +(3"XYh  
    5} |O  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 {;^boo q  
    ]YkF^Pf!v  
    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。 .E!7}O6  
    84tuN  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 w=\Lw+X  
    |o~<Ti6]  
    x^_Wfkch]  
    QQ：2987619807     Mh'QD)28c  
     
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