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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: 2021-04-16
    案例315.01：光栅起偏器的参数优化 H'q&1^w)  
     j72cSRv  
    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。 F}H!vh[  
     9(ZzwkD'>  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 pEH[fA]  
     KfG%#2\G_  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 hX`WVVoF  
    ]N!SG@X+  
    相关案例：100.01,101.01 ,*E%D _  
     }sPY+ZjV  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 :54|Z5h|  
     ?9H7Twi+T  
    建模任务： $C9<{zX   
     '8*gJ7]  
    平面波入射周期为200nm的镀铬线性矩形光栅，基底为融石英，产生TE模的起偏。 r;|Bc$P  
     XhWMvme  
    u8+<uWB  
    优化目标： 2mu~hJ  
    yC+N18y?  
    —TE模偏振光的透过率最大化 }2`S@Rq.WW  
     *VHBTO9  
    —TM模偏振光的透过率最小化 +FY-r[_~  
     :]y;t/   
    优化函数： oxO}m7 ULH  
     nXi6Q+YI  
    —最小化TE的透过率 <Cg;l<$`b  
     1G.+)*:3  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） 5CU< ?  
    45kMIh~~X  
     B susXW$  
       ^3=8*Xr  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 oYJ&BPuA'  
    k\ I$ve"*  
     Gk[P-%%b /  
    5Hr(9)  
    优化的自由变量为： <RGRvv  
    jvu,W4  
    —缝宽：10—190mm V9Au\  
     }Lb];hww1  
    —光栅深度：20—200nm !~ -^s  
     7Mo O2  
    优化算法： aj(M{gFq~  
     WCR+ZXI?1  
    —使用Parameter run 进行一个全波长的全局搜索使得TE透过率的最大值最小同时使得偏振对比度的最大值最低。全局搜索不是强制的，但是它帮助确定在几个最大值和最小值之间确定优化参数的起始点。 pM(y?zGt  
    —参数优化使用下山简法（局部优化）和模拟退火法（全局优化）。参数优化使得找到在偏振对比度和TE透过率之间的一种平衡。 X@~sIUXx9  
     ni~45WX3  
    光路流程图和偏振分析器： /jj@ =H  
     RK rBHqh@  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 9sYX(Fl  
     f1=8I_>=  
    对于给定的波长范围，偏振分析器被用来计算相关偏振方向的最大和最小值。并可以计算 和 的反射或透射的最大和最小值。像偏振对比度这样高级的优化函数也可以被计算出来。 #:s'&.6  
    ,ypxy/  
    Parameter Run 的全局搜索： J,7_5V@jJ  
     \GMudN  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 ~-W.yg6D{  
     .-RWlUe;,  
    Parameter Run 设置 0 |F (qR  
     K9w24Oka  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； R`1$z8$  
     L {B#x@9tQ  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； #(  kT  
     (_nkscf  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 .zegG=q  
     kQ'G+Kw~F  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 PY>j?otD  
     j<l>+., U  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 2B!nLL Cp+  
    优化函数依据迭代次数进行显示： /OxF5 bN2  
    (qPZEZKx  
    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。 Q7}w Y  
     P `2Rte6s  
    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。 ImF/RKI~ "  
     }:jXl!:V  
    参数构成： rzl2Oj"4  
     *-P@|eg  
    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%； niA{L:4  
    n"dT^ g  
      
    \{UiGCK  
    局部参数优化： `q xg  
    v WhtClJ3  
    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。 @l;f';+  
    7XwFO0==  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； w6wXe_N+M  
    *{-XN  
    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。 F'*{Fk h  
    D2?7=5DgS  
    Q0 ^?jh  
    SQz>e  
    参数定义： LXK+WB/s  
    4Yn*q~f  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 %*s[s0$c  
    E4{^[=}  
    缝宽10—190nm权重1e20 #v~5f;[AAs  
    HX=`kkX  
    优化函数定义： -AffKo  
    3gGF?0o  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） Fh?q;oEj  
     Ng-3|N  
    ——偏振对比度大于50（全波段） Z#Zk)  
    ml3]CcKn  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 O^IpfS\/  
    @|cas|U.r  
    =nY*,Xu<  
    选择下山简法进行局部优化。 s\KV\5\o  
    Nz]\%c/-  
    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。 a2g15;kM  
    )P,jpE8  
       ~5JXY5 *o  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 )fC^h=Qp  
    ^ 5UIbA(  
    优化过的参数为： _y8)jD"  
    VvPTL8Z  
    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% IPY@9+]  
    /[us;=CM  
    结论： $MP'j9-S?  
    4K4?Q+?  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 PVU(R J  
    g.,IQ4o  
    Parameter Run允许对参数空间进行全局搜索找到局部参数优化的合适起始点。 -ff*,b$Q/  
    ^c-1w V` /  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 Y=Bk;%yT=  
    QQ：2284816954 备注：光学     mT)iN`$Y@  
     
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