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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
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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 @h?crJ6$  
     }E&NPp>  
    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。 G$JFuz)|  
     'fW#7W  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 -q>^ALf|@>  
     J)x3\[}Ye  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 q&si%  
    X>l*v\F9  
    相关案例：100.01,101.01 "'tRfB   
     mh` |=M]8E  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 {]/8skov5]  
     9y]J/1#  
    建模任务： cvo[s, p  
     =nxKttmU0  
    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`_.x &Y  
     {BV4h%P]:  
    {=JF=8@A  
    优化目标： h%}( h2 W  
    ;u-4KK  
    —TE模偏振光的透过率最大化 .b>TK  
     %|IUqjg  
    —TM模偏振光的透过率最小化 M7dU@Ag  
     SgM.B  
    优化函数： d,F5:w&  
     _j ;3-m  
    —最小化TE的透过率 v,1F-- v  
     /9hR  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） zK5bO= 0j  
    b`~wG e  
     \V%_hl  
       8tc*.H{^+  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 (xT*LF+  
    `/:cfP\  
      Y7Gs7  
    cf;Ht^M\  
    优化的自由变量为： Y E1Hpeb  
    284zmZZ  
    —缝宽：10—190mm j}WByaZ&  
     (JZ".En#X  
    —光栅深度：20—200nm JLm @Ag  
     ~"dhu]^  
    优化算法： #g v4  
     %_f;G+fK\p  
    —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。 {d!Y3+I%G  
    —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。 AU{:;%.g  
     Yp5L+~J[  
    光路流程图和偏振分析器： Wmz`&nsn[  
     AK/:I>M  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 z hsx &  
     T\sNtdF`:  
    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。 2C/%gcN >  
    ]+%=@mWYs  
    Parameter Run 的全局搜索： .Ff_s  
     DeQDH5X"  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 3H8Al  
     e}"wL g]  
    Parameter Run 设置 !nw [  
     <GZhH:  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； =,:K)  
     Tg''1 Wl*  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； X47!E |*  
     i21QJ6jPcI  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 rsxRk7s@  
     Ay$>(;  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 kk_zVrQ<  
     0dt"ZSm  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 J(9=T<%T  
    优化函数依据迭代次数进行显示： *cNk>y  
    'JZ_  
    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。 e'~ Q@_D  
     K H}t:m+h  
    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。 !S,pRS+  
     _*`q(dYcf  
    参数构成： A{`]& K1u  
     s]x2DH+_  
    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%； r)B3es&&  
      
    /'&v4C^y>  
    局部参数优化： h48 bb.p2  
    fM:80bn L+  
    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。 WZ* &@|w  
    4ftj>O  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； 2"M_sL  
    :,YLx9i>  
    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。 r@|ZlM@O  
    d*9j77C]  
    @:gl:mc  
    065A?KyD  
    参数定义： 9 z*(8d  
    <^sAY P|  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 B;c=eMw  
    jt%WPkY:  
    缝宽10—190nm权重1e20 "m>};.lj  
    5KaSWw/  
    优化函数定义： W-XN4:,qI  
    *1v_6<;2i<  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） K~JC\a\0  
    K#)bjxz  
    ——偏振对比度大于50（全波段） OfLM  
    4#@0T"T~M  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 h7RD `k:mF  
    hDb HSZ  
    ,O9`X6rh'  
    选择下山简法进行局部优化。 STRyW Ml  
    c#x7N9;"!  
    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。 ~ i'C/[P  
    !Iko0#4i  
       U]mO7HK  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 2w7@u/OC'  
    ds')PIj  
    优化过的参数为： QvNi8TB  
    J{x##p<F$  
    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% WiwwCKjSa  
    jL2MW(d^Q  
    结论： i59k"pNm  
    y|LXDq4Wj  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 #PPsRKj3c  
    ugRV5bUk  
    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。 KK .cDAR  
    /Sh4pu"'  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 BDnBBbBrz  
    A1 b6Zt  
    A7e_w 7?a  
    QQ：2987619807     p+5#dbyr  
     
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