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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 -{yG+1  
     bnE&-N*  
    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。 #EH\Q%  
     aecvz0}@R  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 y!j>_m){w  
     2J` LZS  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 frWY8&W^H  
    lI5>d(6p  
    相关案例：100.01,101.01 q?f-h<yRQ  
     4U[X-AIY&  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 #;"lBqxY`  
     `Cu9y+t  
    建模任务： ork{a.1-_w  
     MOIVt) ZY  
    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。 mn\GLR.  
      ww\2  
    +H!aE}  
    优化目标： ==bT0-M.~  
    dBW4%Zh  
    —TE模偏振光的透过率最大化 *#'&a(h B!  
     .GW)"`HbU  
    —TM模偏振光的透过率最小化 Ej`G(  
     L-e6^%eU  
    优化函数： 3LVL5y7|  
     HA0yX?f]  
    —最小化TE的透过率 AgdU@&^  
     y<y9'tx  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） Btc[  
    ;ZZmX]kz,M  
     @9MrTP  
       }oii|=,#^  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 k:1|Z+CJ  
    dp:5iuS  
     'EkjySZ]F{  
    4o@^._-R  
    优化的自由变量为： D\sh +}"  
    cty  
    —缝宽：10—190mm q4u-mM7#7  
     [wUJ ~~2#  
    —光栅深度：20—200nm eZ(o_  
     m=]}Tn  
    优化算法： @OC*:?!4  
     QFEc?sEe  
    —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。 a+n?y)u  
    —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。 w)gMJX/0yw  
     ]tEH`Kl  
    光路流程图和偏振分析器： e?dR'*-z  
     )/t=g  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 M,P:<-J  
     SwhArvS  
    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。 AT I2  
    $`/F5R!  
    Parameter Run 的全局搜索： _[J>GfQd  
     SvD:UG  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 "=9)|{=m  
     }4xz,oN  
    Parameter Run 设置 Dn;$4Dak(  
     Oxh . &  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； 2iWxx:e  
     K.6xNQl{}  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； "ODs.m oq  
     W; ?'  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 })ic@ Mmd$  
     g U v`G  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 )<%IY&\  
     %>:d5"&Lbs  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 `,FvYA"  
    优化函数依据迭代次数进行显示： XO4rrAYvW  
    D-\z'gS  
    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。 }Ym~[S*x  
     4m/L5W:K  
    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。 <(2,@_~@r  
     4>(OM|X=9  
    参数构成： 7vK}aOs0  
     +?bOGUik  
    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%； |",/  
    QgW4jIbx  
      
    4031~A8  
    局部参数优化： 1;y?!;FD  
    \-)augq([  
    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。 sVT\e*4m}  
    \g\,  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； {K+]^M  
    5TcirVO82  
    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。 wLH[rwPr  
    dK?vg@|'  
    q|wwfPez7  
    G+f@m,  
    参数定义： qi-!iT(fe  
    swT/ tesj  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 -<WQ>mrB&  
    l+i9)Fc<i  
    缝宽10—190nm权重1e20 {afR?3GK  
    M\ {W&o1!  
    优化函数定义： O[#pB. 4  
    3_+$x 4%  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） D<*#. >  
    >gTrui{ ,  
    ——偏振对比度大于50（全波段） w>$2  
    QBfsdu<@^  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 O U3KB  
    a).bk!G  
    ~T<o?98  
    选择下山简法进行局部优化。 QC*> qo  
    N_"mC^Vx  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 5//.q;z  
    ! FVXNl  
       F82_#|kpS  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 d*xKq"+ &E  
    |0$wRl+kN  
    优化过的参数为： Fi^Q]9.@{  
    !mLY W  
    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% MH,vn</Uw  
    ^}4=pkJ;s  
    结论： _PeBV<  
    5w+X   
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 O0i[GCtP5  
    2_]"9d4  
    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。 Jr4^@]78o<  
    vg5 ;F[e  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 OJ:iQ  
    QQ：2284816954 备注：光学     (PmaVwF  
     
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