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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 q{ 1U  
     H7= z%Y9y  
    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。 b?NeSiswn  
     {4 d$]o0V  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 4<K`yU]"  
     =4 H K  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 8} k,!R[J  
    l1qwT0*6>  
    相关案例：100.01,101.01 W>bW1h  
     >[: 2  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 uPXqTkod  
     ?KXQ)Y/su  
    建模任务： mX?{2[  
     ~?5m5z O  
    平面波入射周期为200nm的镀铬线性矩形光栅，基底为融石英，产生TE模的起偏。 |Z^g\l.j{  
     /xbZC{R  
    mO> M=2A  
    优化目标： 5O W(] y|  
    Kc\'s65.]  
    —TE模偏振光的透过率最大化 P/9J!.Cm  
     6<$|;w-OV  
    —TM模偏振光的透过率最小化 ;_a oM&  
     J-<B*ot+lX  
    优化函数：  ?|J+dW  
     cgeS)C7  
    —最小化TE的透过率 walRqlo@  
     R<-C>D  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） :+Ax3  
    da'E"HN@G~  
     ==Mi1Q#5C  
       z 2VCK@0  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 "4hpU]4j  
    m Ap|?n/K  
     /j/%wT2m  
    WbWW=(N'd  
    优化的自由变量为： o'C.,ic?C  
    $2CGRhC  
    —缝宽：10—190mm :_a]T-GL  
     }cej5/*  
    —光栅深度：20—200nm ^p zxwt  
     N pND/  
    优化算法： b N e\{k  
     `A _8nW)  
    —使用Parameter run 进行一个全波长的全局搜索使得TE透过率的最大值最小同时使得偏振对比度的最大值最低。全局搜索不是强制的，但是它帮助确定在几个最大值和最小值之间确定优化参数的起始点。 "HfU,$[  
    —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。 xM//]  
     x <\D@X^  
    光路流程图和偏振分析器： ^MHn2Cv/~  
     7QiCZcb\  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 m{.M,Lm:  
     e=z_+gVm  
    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。 A=C3e4.C  
    rL sK-qQ  
    Parameter Run 的全局搜索： /+t[,  
     G0 /vn9&  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 ;Fem<p)V  
     3|+f si)x  
    Parameter Run 设置 }R&5qpl  
     &f<1=2dm  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； !GGGh0Bj  
     IPR tm!  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； _d| 62VS  
     71"JL",  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 WmjzKCl  
     k\#-6evT  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 0yC`9g)(  
     2ZG1n#  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 MhI)7jj`mt  
    优化函数依据迭代次数进行显示： ivX37,B\bS  
    j"IM,=  
    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。 Dp*$GQ  
     XCIa2Syo  
    TE透过率和偏振对比度对于不同参数设置已经达到了最大化。 )ozcr^  
      _7#tgZyv  
    参数构成： U\Ar*b)/T  
     loUl$X.u  
    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%； CFJjh^ ~=  
      
    ,#bb8+z&p  
    局部参数优化： L=HVdeE  
    Hg9.<|+yo  
    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。 "?SOBA!vy  
    0)oN[  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； C. Ja;RFq  
    TA0D{  
    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。 |N$?_<H  
    IjDT'p_  
    +~4bB$6*4)  
    \5[D7}  
    参数定义： [Yy\>  
    II-$WJy  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 2b#(X'ob  
    f>8B'%]  
    缝宽10—190nm权重1e20 ]`@]<6  
    7SK 3  
    优化函数定义： \|~?x#aA  
    ^'7C0ps+A  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） MxgLzt Y  
    o3F|#op  
    ——偏振对比度大于50（全波段） Y%/ YFO2vb  
    *vRI)>wU  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 Jh\: X<q  
    kPO6gdwq$  
    fQQsb 5=i  
    选择下山简法进行局部优化。 ("?&p3];b  
    7<3U?]0  
    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。 !{Q:(B#ec  
    5c]}G.NV  
       $U>/i@D  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 RVkU+7  
    *qPdZ   
    优化过的参数为： TX23D)CX  
    +5HnZ?E\  
    缝宽：46nm；规划深度200nm；最小化偏振对比度50；TE透过率的均匀误差7% W-z90k4Z5  
    I7fb}j`/  
    结论： K$GRJ  
    b " ")BT  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 X&(<G  
    j,C,5l=  
    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。 Ufdl|smt1  
    tlV &eN  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 Qz@IK:B}  
    2mqK3-c  
    /2;dH]o0  
    QQ：2987619807     WR/o @$/  
     
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