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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 N5 BC<pu  
     NVEjUt/  
    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。 J3oEN'8S  
     0]x gE  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 ~m ,xG  
     6m#V=4e*  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 41c]o<!=)j  
    l 8I`%bu  
    相关案例：100.01,101.01 I3;{II  
     pYtG%<  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 ^4Nk13  
     %M=[h2SN  
    建模任务： sSisO?F!Z  
     #~A(%a  
    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。 ]7 qn&(]  
     w2-:!,X  
    8p4J7 -  
    优化目标： jo75M Sj  
    Eei"baw/  
    —TE模偏振光的透过率最大化 T3HAr9i%)  
     {K\l3_=5qb  
    —TM模偏振光的透过率最小化 C- Aiv@@<=  
     Fai_v{&?  
    优化函数： 8dg \_H_  
     uFseO9F.2  
    —最小化TE的透过率 V3%"z  
     ~H[  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） mWOW39Ku  
    k A`Z#yu  
     fE1B1j<  
       "N"$B~W*  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 #fq%903=  
    >s 4"2X  
     l^.d 3b  
    ?LJDBN  
    优化的自由变量为： %4F Q~  
    ET]PF,`  
    —缝宽：10—190mm g"k1O  
     ]V|rOtxb  
    —光栅深度：20—200nm Gm,vLs9H$T  
     A 1b</2  
    优化算法： DuESLMhz  
     ws"{Y+L  
    —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。 BMubN   
    —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。 8nt3S m  
     !VaKq_W  
    光路流程图和偏振分析器： 1&zvf4  
     ~0}gRpMW  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 qOA+ao  
     <evvNSE  
    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。 Ttr)e:  
    "4Joou"U  
    Parameter Run 的全局搜索： 9YpgzCx Z  
     ^$8@B]*  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 _n6ge*,E  
     glMYEGz6p  
    Parameter Run 设置 U_s3)/'  
     xC3h m  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； ,2t|(V*"&  
     @vsgmz  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； *QKxrg  
     SM57bN  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 8Zj=:;  
     `SFA`B)[5@  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 @uh^)6i]/  
     to2; . ~X  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 |PGF g0li  
    优化函数依据迭代次数进行显示： (`W_ -PI  
    LtIR)EtB]  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 [&_7w\m  
     Rz sgPk  
    TE透过率和偏振对比度对于不同参数设置已经达到了最大化。 [Lck55V+Q  
     z7vc|Z|  
    参数构成： 0bG[pp$[  
     ~]sj.>P  
    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%； oo+i3af&7  
      
    / @v V^!#1  
    局部参数优化： f ZEyXb  
    0+-"9pED>E  
    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。 4*AkUkP:T  
    2 m"2>gX  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； FUt{-H!<  
    y?6J%~\WP  
    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。 .Us)YVbk  
    Z\YCjs%  
    HbOLf  
    q8m{zSr  
    参数定义： X!aC6gujOH  
    :d AC:h  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 F"-u8in`  
    ABx< Ep6  
    缝宽10—190nm权重1e20 V 4#bW  
    ^Z |WD!>`  
    优化函数定义： ?|i C-7{8L  
    5dvP~sw  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） RJ\'"XQ  
    X-,mNv z  
    ——偏振对比度大于50（全波段） D`Cy]j  
    7 @W}>gnf  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 2_/H,  
    {4F=].!  
    MyZ5~jnr\  
    选择下山简法进行局部优化。 < `Xt?K  
    ym_w09   
    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。 >g>L>{  
    9ZD>_a  
       ;i 'mma_!  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 kTW[)  
    Y5ZBP?P  
    优化过的参数为： o?{-K-'B$  
    67tB8X  
    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% Q4Zw<IZv5  
    yI{4h $c  
    结论： W>_K+: t  
    n8+_Uww  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 ;hgRMkmz4<  
    SG4)kQ  
    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。 c{"qrwLA  
    L eu93f2  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 9Ai 3p  
    I.6 qA *  
    a5k![sw\  
    QQ：2987619807     D7lRZb  
     
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