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    [分享]光栅起偏器的参数优化 [复制链接]

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    在线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 ZY83, :<  
     9N9;EY-U  
    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。 [u<1DR  
     k @[Bx>  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 Ij" `pdp  
     us/x.qPy2  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 RsE+\)  
    V< J~:b1V  
    相关案例：100.01,101.01 _W$4Qn+f  
     !4|7U\;  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 %zWtPxAf  
     -gzk,ymp  
    建模任务： P5[.2y_qM  
     8tsW^y;S  
    平面波入射周期为200nm的镀铬线性矩形光栅，基底为融石英，产生TE模的起偏。 A;h~Fx6s  
     291v R]  
    d8av`m  
    优化目标： v,kedKcxv'  
    5{{u #W%=  
    —TE模偏振光的透过率最大化 [~x Q l  
     n]|[|Rf1  
    —TM模偏振光的透过率最小化 4-s Uy  
     ^!=+$@<  
    优化函数： Z(Xu>ap  
     s I#K01;"  
    —最小化TE的透过率 18F7;d N8  
     S/8xo@vct]  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） _Nw-|N.  
    sq*sbdE  
     lE /"  
       SFTThM]8M1  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 p VLfZ?78  
    z1s9[5  
     [}.OlR3)  
    7,Nd[ oL*7  
    优化的自由变量为： 41$7P[M;  
    68d(6?OgW  
    —缝宽：10—190mm p5E|0p  
     LvB-%@n  
    —光栅深度：20—200nm eQA89 :j,  
     iGM-#{5  
    优化算法： Y8(g8RN  
     =Bl#CE)X  
    —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。 !RAyUfS  
    —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。 rT <=`9^{  
     fZ$8PMZv  
    光路流程图和偏振分析器： wtaeF+u-R-  
     'xhX\?mD  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 flnoK%wi  
     RaKL KZn  
    对于给定的波长范围，偏振分析器被用来计算相关偏振方向的最大和最小值。并可以计算 和 的反射或透射的最大和最小值。像偏振对比度这样高级的优化函数也可以被计算出来。 @32JMS<  
    C}%g(YRhb  
    Parameter Run 的全局搜索： Xrc0RWXB8  
     A6= Um%T  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 hK3?m.> "g  
     1: XT r  
    Parameter Run 设置 NJwcb=*  
     Jk 0 ;<2j  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； EX=Q(}9F<  
     )FYz*:f>&  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； _=}Efy7  
     )Yy`$`  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 eE+zL ~CE  
     [PdatL2  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 (ybKACx  
     S!0<aFh  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 *q\Ve)E}  
    优化函数依据迭代次数进行显示： ,_D`0B6o  
    [YLaR 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。 D`V03}\-  
     9Y3_.qa(.  
    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。 glm29hF  
     M1-n  
    参数构成： r1}YN<+,s  
     ez@`&cJ7  
    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%； P?\IlziCB  
      
    q]DV49UK  
    局部参数优化： [8v v[n/  
    )k&<D*5s  
    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。  mR)Xq=  
    [2"a~o\  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； (Z fY/  
    F2saGpGH  
    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。 TmxhP nJ~  
    c_"]AhV~Mg  
    9@9(zUS|  
    |Ah'KpL8W  
    参数定义： ?Id3#+-O  
    p Wa'Fd  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 _ fJ 5z  
    _Ryt|# y  
    缝宽10—190nm权重1e20 E_[|ZrIO&*  
    @GNNi?EY  
    优化函数定义： P-o/ax  
    [+\=x[q  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） UzTFT:\  
    j^-E,YMC  
    ——偏振对比度大于50（全波段） q$L=G  
    roSdcQTeT  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 DO` K_B  
    ">_<L.,I  
    4jbqV  
    选择下山简法进行局部优化。 hLK5s1#K  
    ux`)jOQ`Y]  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 ce7$r*@!  
    3M\~#>  
       Aru=f~!  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 C,r[H5G#  
    7)SG#|v[$  
    优化过的参数为： t.Q}V5t{g  
    #; ~`+[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% &\),V1"  
    }-jS0{i  
    结论： gT8Q:8f:  
    Gmi ^2?Z(  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 .,[ NJ:l  
    ?&A)%6` ~  
    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。 }x!=F<Q!r  
    J< Ljg<t+  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 !8YZ;l  
    G8AT] =  
    cBcfGNTJ~  
    QQ：2987619807     F/O5Z?C?  
     
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