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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: 2021-04-16
    案例315.01：光栅起偏器的参数优化 JU?;Kq9R  
     IzpE|8l  
    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。 )QE6X67i  
     ,8@<sF B'  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 q]? qeF[  
     ^k=<+*9  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 Lv%3 jj  
    atTR6%!6  
    相关案例：100.01,101.01 E(~7NRRm  
     *7xcwj eP  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 z9aR/:W}  
     pU7;!u:c4%  
    建模任务： 72dRp!J U  
     4$xVm,n|  
    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。 ,a #>e  
     $6rm;UH  
    Q,KNZxT,q  
    优化目标： 2{79,Js0  
    yYP_TuNa  
    —TE模偏振光的透过率最大化 s2O()u-  
     A8'RM F1  
    —TM模偏振光的透过率最小化 9\Jc7[b  
     8^UF0>`'  
    优化函数： LYD iqOrx  
     <_Yd N)x  
    —最小化TE的透过率 ZmsYRk~@-  
     ;'S,JGpvT  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） IuXgxR%  
    <P h50s4  
     4Zbn8GpC  
       v"k ? e  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 pP| @Z{7d`  
    R-Edht|{  
     w6vbYPCN  
    iB)\* )  
    优化的自由变量为： *tqD:hiF  
    rCPIz<  
    —缝宽：10—190mm :h(HKMSk1  
     <m-(B"F X  
    —光栅深度：20—200nm *Jsb~wta  
     PuN L%D  
    优化算法： n41#  
     |vs5N2_  
    —使用Parameter run 进行一个全波长的全局搜索使得TE透过率的最大值最小同时使得偏振对比度的最大值最低。全局搜索不是强制的，但是它帮助确定在几个最大值和最小值之间确定优化参数的起始点。  =yod  
    —参数优化使用下山简法（局部优化）和模拟退火法（全局优化）。参数优化使得找到在偏振对比度和TE透过率之间的一种平衡。 )L b` 4B  
     ^#R`Uptib  
    光路流程图和偏振分析器： 6e ?xu8|  
     Ey=2 zo^F  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 >?^oxB"<Gc  
     rH7Cv/Y  
    对于给定的波长范围，偏振分析器被用来计算相关偏振方向的最大和最小值。并可以计算 和 的反射或透射的最大和最小值。像偏振对比度这样高级的优化函数也可以被计算出来。 _lv{8vf1B  
    fI`Ez!w0  
    Parameter Run 的全局搜索： p<L7qwOii  
     cEL:5*cAU}  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 &~_F2]oM  
     5;)^o3X>  
    Parameter Run 设置 :E")Zw&sW3  
     0|AgmW_7 .  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； W8& )UtWQ  
     h .Qk{v  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； }b2YX+/e$f  
     c+FTt(\8.  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 q1rj!7  
     H'WYnhU&  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 (.#nl}fA  
     c6:uM1V{  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 yY#h 1  
    优化函数依据迭代次数进行显示： Kd oI  
    =;Q/bD->  
    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。 og";mC  
     6_`Bo%  
    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。 'Ix@<$~i3F  
     mqZK1<r  
    参数构成： yr%[IX]R  
     %IO*(5f  
    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%； v< P0f"GH  
    `KZV@t  
      
    QT c{7&  
    局部参数优化： ,b5'<3\  
    ;.4y@?B  
    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。 iy~h|YK;  
    PMsb"=Ds  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； $`lWW6>P  
    a_Xwi:e<  
    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。 ]Za[]E8MD  
    rO#w(]   
    {Z c8,jm  
    y]Nk^ga:U6  
    参数定义： JMB#KzvN[  
    y`oj\  
    规划深度为20-200nm，权重1e20  bUcp8  
    ;a?<7LIx  
    缝宽10—190nm权重1e20 CU|E-XPW  
    O|t>.<T?  
    优化函数定义： f&CQn.K"  
    1o&zA<+NY  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） Cf(WO-F^  
    Phi5;U!  
    ——偏振对比度大于50（全波段） ,yC..aI  
    xn`)I>v  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 n$2oM5<  
    VJ\qp%  
    O7 ;=g!j  
    选择下山简法进行局部优化。 3zB'AG3b  
    O84:ejro  
    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。 o9}\vN0F  
    {dxFd-K3  
       1'/ [x(/]d  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 iZG-ca  
    JtO}i{A  
    优化过的参数为： )B]s.w  
    ]EHsRd  
    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% b>ZAkz)U+  
    :!_l@=l  
    结论： Md4Q.8  
    %%K3J<5  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 zg ,=A?  
    *IOrv)  
    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。 *+*W# de.  
    [2,D]e  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 @RPQ 1da  
    QQ：2284816954 备注：光学     g?80>-!bF  
     
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