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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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    光币
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    光券
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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 4g^nhJP$  
     8Ja't8  
    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。 |$Y0VC4a  
     "RZV v~BD  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 'IR2H{Q  
     N~<H`  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 x>Hg.%/c[  
    &y164xn'h  
    相关案例：100.01,101.01 -kFPmM;  
     EfTuHg$pe  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 F=/@D)hND  
     /wF*@/PTH  
    建模任务： KJ/ *BBf  
     !G`7T  
    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。 #q[k"x=c  
     cjTV~(i'4A  
    6Dx^$=Sa$  
    优化目标： o;d><  
    q6xm#Fd'.  
    —TE模偏振光的透过率最大化 b+Ly%&  
     Het5{Yb.  
    —TM模偏振光的透过率最小化 7hg)R @OC  
     *G]zN"Y  
    优化函数： @vy {Q7aM  
     h5vvizruy  
    —最小化TE的透过率 ]z^*1^u^ig  
     ukZ>_ke`+  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） U{^~X_?  
    x)+3SdH  
     Wmm'j&hI  
       3k5C;5  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 dZS v=UY)  
    R~=_,JUW  
     8IX:XDEQ  
    DH3.4EUWS  
    优化的自由变量为： SHc<`M'+  
    Qxw?D4/Y  
    —缝宽：10—190mm Q Pel n)  
     &mG1V  
    —光栅深度：20—200nm nDt1oM H  
     nE4?oq  
    优化算法： PNjZbOmzS  
     8$c_M   
    —使用Parameter run 进行一个全波长的全局搜索使得TE透过率的最大值最小同时使得偏振对比度的最大值最低。全局搜索不是强制的，但是它帮助确定在几个最大值和最小值之间确定优化参数的起始点。 zvzS$Gpe  
    —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。 -AJ$-y  
     @|N'V"*MT  
    光路流程图和偏振分析器： dZMOgZ.!yr  
     .Mn+Bd4f  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 ^rHG#^hA  
     |zJxR_)  
    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。 }D/O cp~o  
    \.@fAgv  
    Parameter Run 的全局搜索： ;q8tOvQ  
     G`a,(<kT;  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 FEdWe\E  
     Z#J cN quM  
    Parameter Run 设置 :^G;`T`L  
     Lc0 U-!{G  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； }qqE2;{ND  
     zOkIPv52~  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； Z~JX@s0v  
     dn"&j1@KY  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 `|t X[':  
     $p(,Qz(.8  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 7tEK&+H`  
     SO~]aFoYt  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 -G!W6$Y  
    优化函数依据迭代次数进行显示： Q|!}&=  
    V_>)m3zsL  
    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。 st b)Tl^  
     gK`o ;` ^  
    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。 =LFrV9  
     POnI&y]  
    参数构成： '1$#onx  
     -<R"  
    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%； sSh=Idrx  
      
    c`hj^t  
    局部参数优化： r35'U#VMk?  
    zW,Nv>Ac5  
    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。 (Wj2%*NT  
    N@oNg}D&:  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； -w0U }Te^  
    qrWeV8ur+  
    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。 TAkM-iyH]  
    QGWfF,q  
    S$=e %c  
    &TpzJcd"  
    参数定义： M~6x&|2  
    %LL*V|  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 m((A  
    SM<kR1bo  
    缝宽10—190nm权重1e20 ;AFF7N>&  
    v Ft]n  
    优化函数定义： RWN2 P6  
    bIX'|=  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） M"E ]r=1  
    *jBn ^  
    ——偏振对比度大于50（全波段） AADvk_R  
    %(EUZu2  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 :HJ@/ s!J  
    5M.KF;P  
    @IB+@RmL  
    选择下山简法进行局部优化。 cY}Nr#%s@U  
    :6,qp?/  
    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。 \Oku<5  
    p|W <xFk  
       A YC22(  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 jslfq@5v  
    v7"Hvp3w  
    优化过的参数为： QQd%V#M?  
    [n53 eC  
    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% aS7[s6  
    " <GDOL  
    结论： %cWy0:F5VY  
    $] js0 )>  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 Dn[iA~  
    W6Os|z9&|  
    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。 :&]THUw  
    8gA:s`ofJ  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 oEqt7l[I{  
    "hwG"3n1  
    nUAs:Q  
    QQ：2987619807     R!v ?d2  
     
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