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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 V#V<Kz  
     ^fvx2<  
    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。 Fj1'z5$  
     N0UZ%,h\  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 1yjP`N  
     A "~Oi  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 G_ 6!w//  
    (2r808^2  
    相关案例：100.01,101.01 ;>jOB>b{h  
     kl#) 0yqN0  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 6?= ^8  
     BzI(  
    建模任务： T0K*!j}O  
     VPOp#;"%  
    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。 @;>Xy!G  
     4m6%HV8{}[  
    iayxN5,  
    优化目标： \"$jj<gc  
    jQpG7H  
    —TE模偏振光的透过率最大化 {D4N=#tl  
     2yndna-  
    —TM模偏振光的透过率最小化 \,yg@ R  
     OCI{)r<O2m  
    优化函数： n$ZxN"q <  
     gBo~NLrf  
    —最小化TE的透过率 Xvn \~Vr  
     l7uEUMV  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） >~@ABLp 6  
    |=EwZ mj-c  
     u1/q8'RW  
       ". wG~H  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 Hu$JCB-%  
    qX*Xo[Xp  
     'z">4{5  
    5S&^mj-9  
    优化的自由变量为： 10$:^  
    \-I)dMm[  
    —缝宽：10—190mm kI/%|L%6D  
     Sigu p#.p  
    —光栅深度：20—200nm )Tad]Hd"W  
     HG[gJ7  
    优化算法： QjyJmW("Z  
     *jo1?  
    —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。 $ Bdxu  
    —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。 Owm2/  
     k1;Jkq~  
    光路流程图和偏振分析器： 2Q[q)u  
     @1)C3(=A  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 a,\GOy(q{  
     H^8t/h  
    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。 n_-k <3  
    /V!gF+L  
    Parameter Run 的全局搜索： Bt"*a=t;  
     .;NoKO7)  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 X*rB`M7,  
     x DX_s:A  
    Parameter Run 设置 L&qY709  
     o)Nm5g  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； $ 7uxReFZR  
     9XW[NY#)#  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； Ui;PmwQc&  
     K]dX5vJw'  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 ,4kipJ!,yK  
     v{TISgZ  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 pqxBu  
     5fud:k  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 j0IuuJ+  
    优化函数依据迭代次数进行显示： {m 5R=22^  
    }7/Ob)O  
    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。 [N guQ]B.  
     / lN09j  
    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。 cUM#|K#6  
     F` ]s  
    参数构成： ?iNihE  
     _c6 zzGtH  
    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%； C~:!WRCz  
    k0!D9tk  
      
    vA, tW,  
    局部参数优化： -Hu]2J)  
    =/F\_/Xw  
    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。 kNTxYJ  
    6Pu5 k;H  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； j=TG&#e  
    K6z-brvw "  
    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。 Y%]&h#F  
    [bJAh ` I  
    ;gv9J [R  
    WJ(E3bb  
    参数定义： T1pMe{  
    3 Ho<4_I,  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 _K|513I  
    N^&T5cAC  
    缝宽10—190nm权重1e20 y5 bELWA  
    &fWYQ'\>  
    优化函数定义： vt-5 3fa|  
    3ZU<u;  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） _gi?GQj  
    ZVmgQ7m  
    ——偏振对比度大于50（全波段） }9ZcO\M  
    gEQevy`T%c  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 7U{g'<  
    YC0FXNV  
    *ocbV`  
    选择下山简法进行局部优化。 6sp?'GO`~  
    LXQ-J  
    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。 k!6wVJ|_Y  
    eA(c{  
       l<# *[TJ  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 "Hw%@  
    d6hso  
    优化过的参数为： #s'  
    S  H5G  
    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% e'Th[ wJ  
    )q+9_KU q  
    结论： sd~T  
    Skd,=r  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 mf)o1O&B  
    {|J'd+  
    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。 L E>A|M$X  
    @}cZxFQ!C  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 H|iY<7@  
    QQ：2284816954 备注：光学     *m[ow s  
     
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