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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 BYS>"  
     @qJv  
    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。 x~yd/ R  
     HZ2zL17  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 kS7T'[d  
     /_bM~g  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 |4Q><6"G  
    pk=z<OTb  
    相关案例：100.01,101.01 uqy~hY  
     P|)SXR  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 ]@1ncn7N  
     |om3*]7  
    建模任务： LyXABQ]  
     bL7mlh  
    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。 WHF:> 0B  
     `[1]wV5(5@  
    z<P#dj x  
    优化目标：  6Ue6b$xE  
    C[$<7Mi|;  
    —TE模偏振光的透过率最大化 8c$IsvJg  
      *JOv  
    —TM模偏振光的透过率最小化 g(;ejKSR  
     J.`.lQ$z  
    优化函数： CUw 9aH  
     I`KN8ll  
    —最小化TE的透过率 !*#=7^#  
     IWpUbD|kC  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） WCWBvw4&"{  
    XJOo.Y  
     TT&!WbA-Hk  
       DwTZ<H4  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 @fYA{-ZC  
    \S2'3SD d/  
     d ly 08 74  
    C"mb-n 7s  
    优化的自由变量为： #QDV_ziE5  
    %r,2ZLZ  
    —缝宽：10—190mm bFx?HM.AGW  
     !kKKJ~,;  
    —光栅深度：20—200nm @',;/j80  
     "Ii!)n,  
    优化算法： (c*Dvpo1  
     bKaV]Uy  
    —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。 _bz,G"w+:  
    —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。 ?x/ L"h&Kp  
     Q Y fS-  
    光路流程图和偏振分析器： %E!0,y,:  
     ^ pR&  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 nW%c95E  
     Wl2>U(lj  
    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。 MR6vr.~  
    *:_hOOT+[  
    Parameter Run 的全局搜索： nz&JG~Qfm  
     @<sP1`1  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 V7v,)a" L  
     Bms?`7}N  
    Parameter Run 设置 _0`O}  
     Te13Af~  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； eK@Y] !lz  
     7I  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； ljCgIfZ_4  
     0nuFWV  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 jHZ<G c  
     Aws TDM  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 $_UF9 l0  
     & Gt9a-ne  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 ;g*6NzdA  
    优化函数依据迭代次数进行显示： }?^G= IP4(  
    }A;Xd/,'r  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 dA~6{*)  
     oAx0$]+%V)  
    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。 RinRQd  
     mB~&nDU  
    参数构成： \3/9lE|gh  
     _ Owz%  
    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%； yC5|"+ A$  
      
    S'e2~-p0F  
    局部参数优化： ]9:G3vq  
    m}E$6E^~O  
    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。 td~3N,S  
    $b$D[4  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； (65p/$Vh  
    l9h;dI{6  
    参数和优化函数被严格定义，以便在TE透过率，偏振对比度和TE透过率均匀误差之间找到平衡。 }ie]7N6;  
    .,,73"  
    U8mu<)  
    y()( 8L  
    参数定义： V_kE"W)  
    !ZZAI_N  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 yiq#p "Hs  
    .%A2  
    缝宽10—190nm权重1e20 @6SSk=9_S  
    ^b~5zhY&  
    优化函数定义： `<n:D`{dZ  
    kes'q8k  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） e{,/  
    -Me\nu8(RF  
    ——偏振对比度大于50（全波段） C(t/:?(y  
    vo-{3]u#=  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 (YOgQ)},  
    c"ztrKQQ  
    di 5_5_$`o  
    选择下山简法进行局部优化。 CmOb+:4@K  
    <GN?J.B  
    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。 _1'Pb/1  
    P$Q&xN<#)  
       @El<"\  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 P>-,6a>  
    Biwdb  
    优化过的参数为： ]N_^{k,  
    08a|]li  
    缝宽：46nm；规划深度200nm；最小化偏振对比度50；TE透过率的均匀误差7% !*gAGt_  
    Hi9z<l=$  
    结论： 0 y%R  
    [\1l4C  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 ErC[Zh"''  
    cG:`Zj~4  
    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。 v_0!uT5~NE  
    k Dt)S$N4n  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 h :R)KM  
    r.;iO0[/  
    w)n]}k  
    QQ：2987619807     S+Yg!RrNqj  
     
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