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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 `WlQ<QEi  
     .[S\&uRv  
    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。 SfUbjs@a  
     ;6{{hc4  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 FUs57 V  
     p%-m" u  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 cD]#6PFA  
    tiTh7qYi9  
    相关案例：100.01,101.01 ~A,(D-  
     Hzojv<c  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 :?H1h8wbCt  
     W>J1JaO  
    建模任务： 7x)32f"  
     EL;OYW(  
    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。 j:xm>X'  
     TZw['o  
    # #/ l  
    优化目标：  n[  
    RKwuvVI  
    —TE模偏振光的透过率最大化 dW#?{n-H<  
     6yhRcvJ}  
    —TM模偏振光的透过率最小化 Jek3K&  
     8o[+>W  
    优化函数： Pv Vn}i   
     ?<D1] Xv  
    —最小化TE的透过率 zN7Ou .  
     1owe'7\J  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） E rnGX#@v  
    [G7S  
     ~uh,R-Q$  
       1JF>0ijU@  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 g/`z.?  
    0t.v  
     J9XV:)Yv#  
    ,<<HkEMS  
    优化的自由变量为： e\ O&Xe  
    G33'Cgo:,  
    —缝宽：10—190mm 8t1,_,2'  
     =xRxr @  
    —光栅深度：20—200nm E9:p A5H-j  
     ^LAdN8Cbb  
    优化算法： bC%}1wwh  
     GE |P)VO  
    —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。 1 eMaKT_=  
    —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。 zmh5x{US1  
     A&=`?4>  
    光路流程图和偏振分析器： <(B: "wI  
     QS2~}{v  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 & 6~AY :0r  
     r9$7P?zm  
    对于给定的波长范围，偏振分析器被用来计算相关偏振方向的最大和最小值。并可以计算 和 的反射或透射的最大和最小值。像偏振对比度这样高级的优化函数也可以被计算出来。 YveNsn  
    X.JPM{]  
    Parameter Run 的全局搜索： Gkz~x Qy1T  
     A3zO&4f ]  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 N t_7Z  
     J_>nn  
    Parameter Run 设置 eLyaTOZadu  
     o Np4> 7Lk  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； ^li(q]g1!  
     [C(>e0r  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； 02~GT_)$^  
     za [;d4<}k  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 o]m56  
     A.(xa+z?  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 i-31Cxb  
     d> L*2 g  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 2[yfo8H  
    优化函数依据迭代次数进行显示： )}5f'TK  
    <" F|K!Tz  
    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。 5=9gH  
     Xsv^GmP+  
    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。 * AjJf)o  
     (S k+nD  
    参数构成： $Qq5Fx9kU  
     F)4;:".zna  
    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%； j[\aGS7u  
      
    - u'5xn7  
    局部参数优化： C4 @"@kbr  
    WU<C7   
    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。 .GNl31f0  
    Gt5'-Hyo  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； ICXz(?a  
    yZ57uz  
    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。 p/.[ cH  
    ^+q4*X6VB  
    D}7G|gX1  
    L4H5#?'  
    参数定义： {_1zIt|  
    fDIKR[B  
    规划深度为20-200nm，权重1e20  *"K7<S[  
    d@,3P)?  
    缝宽10—190nm权重1e20 ?&GV~DYxA  
    + q@g  
    优化函数定义： R.B3  
    Jb"0P`senY  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） Hy0l"CA*|  
    >KMTxHE`+  
    ——偏振对比度大于50（全波段） agMI$  
    %)@3V8OI  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 0xe*\CAo  
     -p2 =?a  
    ^Q""N<  
    选择下山简法进行局部优化。 b_xGCBC  
    {[Vkht}  
    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。 mYiIwm1cb(  
     MuCnBx  
       _4h[q4Z  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 E]IPag8C  
    o 9]2  
    优化过的参数为： z'd*z[L~  
    sQ8_j  
    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% %44Z7  
    Th[Gu8b3  
    结论： lL{1wCsl  
    ;fnE"}  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 v a j  
    _|%l) KO  
    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。 N J_#;t#j  
    (S4[,Sx6E  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 C.}Vm};M  
    qD/X%`>Q  
    E3<~C(APW  
    QQ：2987619807     S&`iEwG  
     
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