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    [分享]光栅起偏器的参数优化 [复制链接]

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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 cag9f?w@V  
    Gb?O-z%8*  
    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。 JE[+  
    $hCPmiI  
    关键词:参数优化,光栅,起偏器,亚波长 71$MhPvd<  
    9S _N*wC.  
    所需工具箱:高级光栅工具箱 HJV8P2f8`  
    pbM"tr_A{  
    相关案例:100.01,101.01 Ku W$  
    G\HU%J  
    相关教程和技术说明:Tutorial 101.01, TN.021 .JJ^w!|>#  
    HDTdOG)  
    建模任务: rwRb _eIj  
    #_zd`s3k  
    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。 JW`Kh*,~<  
    TNvE26.(  
    Aj22t   
    优化目标: lvyD#|P  
    ;~Em,M"o  
    —TE模偏振光的透过率最大化 Rlq6I?S+  
    cuw3}4m%  
    —TM模偏振光的透过率最小化 f%1Dn}6  
    c= -2c&=&  
    优化函数 H=7z d|W  
    _`Abz2s  
    —最小化TE的透过率 $_.m<  
    ElEa*70~g  
    —最小化偏振度(要求>50:1) 9hG+?   
    ]:Q7Gys  
    .)wj{(>TJ  
       &M,"%w!  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 SwDUg}M~  
    >VAZ^kgi  
    MKuy?mri~  
    .%@=,+nqz  
    优化的自由变量为: LqHeLN  
    (5"BKu1t  
    —缝宽:10—190mm jaoGm$o>"F  
    GC3:ZpV`  
    —光栅深度:20—200nm Oc]&1>M  
    |sw&sfH[FD  
    优化算法: !6wbg  
    biFN]D  
    —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。 F7(~v2|  
    —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。 ;'Pi(TA)  
    S*H :/Ip  
    光路流程图和偏振分析器: d E@R7yU@  
    q5$z:'zE  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 by {G{M`X  
    "~h.u  
    对于给定的波长范围,偏振分析器被用来计算相关偏振方向的最大和最小值。并可以计算 和 的反射或透射的最大和最小值。像偏振对比度这样高级的优化函数也可以被计算出来。 /WDz;,X  
    o E&Zf/  
    Parameter Run 的全局搜索: C { }s  
    /HNZwbh]uJ  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 'DQp  
    '_n{+eR74  
    Parameter Run 设置 -=E/_c;  
    X$O,L[] 4  
    缝宽:10—19nm 步长10nm; }9=\#Le~\  
    o} #nf$v(  
    规划深度:20——200nm 步长10nm; Z`xz|:D+  
    F}Bc +i#]  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 'JEZ;9}  
    _%s_w)  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 FhB^E$r%  
    +w/Ax[K  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 O.=~/!(  
    优化函数依据迭代次数进行显示: )o[ O%b  
    >taS<.G  
    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。 l;L&ijTQD  
    (ju-r*0  
    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。   [E(DGt  
    8\8uXOS  
    参数构成: l)z15e5X  
    L6j 5pI  
    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%; 0$,Ag;"^?  
      
    QB@qzgEJ!,  
    局部参数优化: b]s=Uv#)  
    @( 9#\%=  
    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。 0|{U"\  
    UL[4sv6\9  
    起始值为:缝宽:50nm,规划深度200nm; U:MkA(S%c  
    n<CJx+U  
    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。 ckt^D/c2  
    }QncTw0  
    ,-c(D-&  
    c0<Y017sG  
    参数定义: $t 1]w]}d  
    6kT l(+  
    规划深度为20-200nm,权重1e20 f\~e&`PV  
    V{Idj\~Jh  
    缝宽10—190nm权重1e20 7^KQQ([  
    *8/Q_w  
    优化函数定义: W\U zw,vI  
    ]rn!+z  
    ——TE效率最小值被最大化(全波段) -5v c0"?E  
    5vbnO]8  
    ——偏振对比度大于50(全波段) K;6K!6J:[  
    "MC&!AMv  
    ——均匀误差最小化,但对于通用优化函数只具有较低影响。 'QT(TF>  
    'cw0FpQ;  
    :`3b|u=KZ  
    选择下山简法进行局部优化。 kc8GnKM&mc  
    >Fx$Rty  
    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。 cw"x0 RS  
    DGHX:Ft#  
        Kz3u  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 |,dMF2ADc  
    QJdSNkc6  
    优化过的参数为: }~QB2&3  
    `y YgL@Zt  
    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% gyCb\y+\a  
    .[2MPjg  
    结论: >+vWtO 2  
    IH~H6US  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 fwsq:  
    U"m!f*a  
    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。 jcq(=7j  
    `t!iknOQ$  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 f!LZT!y  
    a _  
    5)$U<^uy  
    QQ:2987619807
    @/$mZ]|T  
     
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