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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 ?Ny9'g>?  
     >\-hO&%_  
    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。 {k>&?Vd!  
     I*:%ni2  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 aD<A.Lhy  
     |sJ[0z  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 :)-Sk$  
    ,8S/t+H  
    相关案例：100.01,101.01 d\&U*=  
     GvtG(u~  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 YFLZ%(  
     SB;&GHq"n  
    建模任务： pz!Zs."f)  
     rT=rrvV3g  
    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。 O W_{$9U  
     0cv{  
    FZ{h?#2?  
    优化目标： *<$*"p  
    8l>?Pv  
    —TE模偏振光的透过率最大化 h"[AOfTE$  
     zq 3\}9  
    —TM模偏振光的透过率最小化 )nC]5MXU  
     A9KET$i@v  
    优化函数： >2y':fO  
     Hck]aKI+  
    —最小化TE的透过率 JinUV6cr  
     bbDZ#DK"  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） fF!Yp iI"  
    ]{;gw<T  
     AwCcK6N1  
       -mbt4w  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 j"8ZM{aO  
    $f$SNx)),  
     Yj<a" Gr4[  
    :tc@2/>!O  
    优化的自由变量为： ]vB$~3||  
    XnH05LQ  
    —缝宽：10—190mm \ ,'m</o~,  
     /`Ug9,*  
    —光栅深度：20—200nm %HhBt5w  
     sbfuzpg]*  
    优化算法： vRYQ{:  
     k`cfG\;r  
    —使用Parameter run 进行一个全波长的全局搜索使得TE透过率的最大值最小同时使得偏振对比度的最大值最低。全局搜索不是强制的，但是它帮助确定在几个最大值和最小值之间确定优化参数的起始点。 xS5vbJ  
    —参数优化使用下山简法（局部优化）和模拟退火法（全局优化）。参数优化使得找到在偏振对比度和TE透过率之间的一种平衡。 +i6GHBn~J  
     +X\FBvP&  
    光路流程图和偏振分析器： ,X?{07gH  
     P7ao5NP  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 {Ea b j  
     Q8$}@iA[  
    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。 Ky`qskvu  
    ;_XFo&@  
    Parameter Run 的全局搜索： ,Y@Gyx!4  
     (Nq=H)cm8  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 av(6wht8  
     j\ZXG=j  
    Parameter Run 设置 f'F?MINJP  
     +Z,;,5'5G  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； pj8=wch  
     NYhB'C2  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； I<DL=V  
     H[T?\Lq  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 M.JA.I@XC  
     Q1lyj7c#x  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 PgAf\.48a  
     E[OJ+ ;c  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 uIY#e<)}G  
    优化函数依据迭代次数进行显示： y1z4ik)Sd@  
    {aZ0;  
    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。 xKbXt;l2  
     v<k?Vu  
    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。 %q"%AauJR  
     ?C]vS_jAh  
    参数构成： ;2G*wR  
     S*pGMuui  
    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%； pt?bWyKG  
    iG $!6;w<  
      
    ,.S~ Y  
    局部参数优化： />C^WQI^  
    P|`8}|}a  
    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。 vo?9(+:|e  
    cUk7i`M;6  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； v{RZJ^1  
    1> ?M>vK  
    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。 #x@$ lc=k3  
    UJUEYG  
    , };& tR  
    ]U?^hZ_  
    参数定义： m5n #v  
    $L `d&$Vh  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 ?PLPf>e  
    `K"L /I9  
    缝宽10—190nm权重1e20 5{TsiZh4  
    qfF~D0}  
    优化函数定义： 3qgS&js 7  
    _1X!EH"  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） Xc ++b|k  
    ?Rb9|`6  
    ——偏振对比度大于50（全波段） P.se'z)E  
    N>uRf0E>  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 e}voV0y\v:  
    q~Hn -5H4Q  
    xh-o}8*n"  
    选择下山简法进行局部优化。 [> 3./YH`  
    E*& vy  
    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。 ;7*[Bcj.  
    c?Y*Y   
        ,i NXK  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 U)TUOwF  
    `%bypHeSp  
    优化过的参数为： 5PCqYN(:B  
    bG"~"ipn%  
    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% >IafUy  
    j a[Et/r  
    结论： E)&I@m  
    (y'hyJo  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 K`eCDvlH  
    MR7}s4o  
    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。 n)/z0n!\  
    Oamg]ST  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 D>r&}6<  
    QQ：2284816954 备注：光学     Z3e| UAif  
     
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