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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 lz faW-nu  
     ]U! ?{~  
    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。 lycY1lK  
     B:a&)L wp0  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 PE|_V  
     :|M0n%-X  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 }9aYU;9D  
    Q~#udEajI  
    相关案例：100.01,101.01 /'u-Fr(Q+  
     eFp4MD8?  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 7P?z{x':T  
     {b"V7vn,  
    建模任务： ON~SZa  
     pz6fL=Xd  
    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。 bf-.SX~  
     O2q`2L~  
    7pMrYIP  
    优化目标： k!>MZ  
    VjBV2x  
    —TE模偏振光的透过率最大化 e54wAypPOl  
     6OF&Q`*4  
    —TM模偏振光的透过率最小化 sikG}p0mx<  
     EQ-r  
    优化函数： {l%Of  
     tz)aQ6p\X  
    —最小化TE的透过率 `-"2(Gp  
     7;) T;X  
    —最小化偏振度（要求＞50:1）  T+9#P4  
    =66dxU?}  
     !0CC&8C`  
       3u^U\xB  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 DFQp<Eq]7  
    Cz-eiPlq  
     Q.>@w<[!L  
    Waj6.PCFm  
    优化的自由变量为： %# ?)+8"l  
    D kl4 ^}  
    —缝宽：10—190mm MxD,xpf  
     -uIu-a]  
    —光栅深度：20—200nm B<u6Z!Pp2  
     2%'{f  
    优化算法： ARGtWW~:  
     [`BMi-WQ  
    —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。 --4,6va`e  
    —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。 P%A;EF~ v  
     7IB<0  
    光路流程图和偏振分析器： (/Lo44wT  
     ~,WG284  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 Q0K2md_%x  
     c Owa^;  
    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。 5I`j'j  
    w=Ac/ 12  
    Parameter Run 的全局搜索： 9=O`?$y  
     5R\{&  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 7g8}]\i+  
     0}C> e`<'  
    Parameter Run 设置 As }:~Jy|  
     sG[v vm  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； Anr''J&9`H  
     AE?MEag  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； Mrysy)x  
     |T\`wcP`q  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 VW:WB.K$  
     y.(Yh1  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。   V` 7  
     \  {` `r  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 E}LuWFZ&  
    优化函数依据迭代次数进行显示： Fk=Sx<TX  
    `2-6Qv  
    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。 a9]F.Jm  
     .< 7M4Z  
    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。 U l8G R  
     v|fA)W w  
    参数构成： go >*n\  
     N^</:R  
    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%； R+{QZ'K.qg  
    hEUS&`K  
      
    )r2$!(NQ  
    局部参数优化： /e5' YVP  
    Sggha~E2s  
    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。 }p,#rOX:A  
    _ 3@[S F  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； g~E N3~  
    cj K\(b3  
    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。 -' :;0  
    m}Xb#NAF8  
    ?+Gc. lU  
    <L'!EcHm%]  
    参数定义： ASGV3r (  
    ^u2unZ9BK!  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 dpAj9CX(  
    X 4L"M%i  
    缝宽10—190nm权重1e20 h0**[LDH  
    Ao?y2 [sE  
    优化函数定义： V /i~IG`h/  
    oKyl2jg+,  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） <[.{aj]QV  
    3oD?e  
    ——偏振对比度大于50（全波段） cft/;A u{  
    D+4oV6}~  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 P+ ejyl,  
    '`s\_Q)hG_  
    T{ WJf-pI  
    选择下山简法进行局部优化。 /Ne;Kdp  
    CgT5sk}  
    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。 LV}Z[\?   
    b'AA*v,b  
       ,4W~CkLD  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 !AR@GuQPE  
    ?,XrZRF  
    优化过的参数为： 3R|Ub G`  
    :O?+Ywn  
    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% 813t=A  
    \d-H+t]  
    结论： MS5X#B  
    ?uAq goCl  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 bi{G :xt  
    Mo'6<"x  
    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。 gh9Gc1tKt  
    k2-+3zx  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 3A&: c/  
    QQ：2284816954 备注：光学     F)8M9%g5m  
     
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