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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 1>h]{%I  
     (uE!+2C  
    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。 VY4yS*y  
     uy$e?{Jf  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 p_%Rt"!  
     e*NnVys  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 ?CPahU  
    bq*eH (qx  
    相关案例：100.01,101.01 htF] W|z  
     '\iCP1>+S  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 m;QMQeGz  
     2^ nxoye  
    建模任务： W^l-Y %a/o  
     1oGw4kD^x  
    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。 >|UOz&  
     S.NPZ39}ZE  
    }K|oicpUg  
    优化目标： 3f{3NzN  
    + cN8Y}V  
    —TE模偏振光的透过率最大化 )+DmOsH  
     M .mfw#*  
    —TM模偏振光的透过率最小化 s;Q!X ?Q  
     Ad_h K O  
    优化函数： _w +Qy.  
     u'BaKWPS  
    —最小化TE的透过率 vXje^>_6  
     U>N1Od4vTO  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） MQ6KN(?\ZL  
    0@oJFJrO  
     y}|s&4Sq  
       0 kW,I  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 $>LQ6|XRu  
    oCz/HQoBk  
     }BP;1y6-r  
    4.t-i5  
    优化的自由变量为： DB,J3bm  
    cbTm'}R(G  
    —缝宽：10—190mm 5=ryDrx  
     jse&DQ  
    —光栅深度：20—200nm eJ-nKkg~a  
     4o[{>gW  
    优化算法： G"A#Q"  
     F:S}w   
    —使用Parameter run 进行一个全波长的全局搜索使得TE透过率的最大值最小同时使得偏振对比度的最大值最低。全局搜索不是强制的，但是它帮助确定在几个最大值和最小值之间确定优化参数的起始点。 k8zI(5.>  
    —参数优化使用下山简法（局部优化）和模拟退火法（全局优化）。参数优化使得找到在偏振对比度和TE透过率之间的一种平衡。 UkFC~17P  
     LKDO2N  
    光路流程图和偏振分析器： A.w.rVDD  
     SE*g;Cvg1  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 u>vL/nI  
     o }m3y  
    对于给定的波长范围，偏振分析器被用来计算相关偏振方向的最大和最小值。并可以计算 和 的反射或透射的最大和最小值。像偏振对比度这样高级的优化函数也可以被计算出来。 r9?Mw06Wc5  
    3=oDQ&UFt  
    Parameter Run 的全局搜索： CU!Dhm/U  
     }Zp,+U*"  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 ^U/O !GK  
     K{+2G&i  
    Parameter Run 设置 \s\?l(ooq"  
     ,eS)e+yzc2  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； d&>^&>?$zh  
     "\yT7?},  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； 1< ?4\?j  
     R=\IEqqsi  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 2&cT~ZX&'  
     , W?VhO  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 "#g}ve,  
     n `Ac 3A  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 ) )Za&S*<  
    优化函数依据迭代次数进行显示： #AY&BWS$  
    {P-):  
    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。 apn*,7ps65  
     Q+{n-? :  
    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。 0=$T\(0g  
     h{qgEIk&  
    参数构成： r.U`Kh]K  
     #O&8A  
    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%； -yg7;ff  
    19#\+LWA  
      
    |N]XJ)?  
    局部参数优化： * v#o  
    4skD(au8  
    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。 s>c=c-SP.  
    _Z\G5x  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； P$,Ke<  
    vP,n(reM  
    参数和优化函数被严格定义，以便在TE透过率，偏振对比度和TE透过率均匀误差之间找到平衡。 0n'_{\yz  
     ~$J2g  
    `d(ThP;g  
    fV~[;e;U.  
    参数定义： 6L~n.5B~o  
    ?q [T  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 G!yP w:X  
    $:^td/p J  
    缝宽10—190nm权重1e20 8 FhdN  
    2Khv>#l  
    优化函数定义： W@esITr  
    xyxy`qRA  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） % AgUUn&k  
    d_P` qA  
    ——偏振对比度大于50（全波段） {.]7!ISl5  
    !n%j)`0M  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 W%Fv p;\`  
    K)P%;X  
    HbIF^LeY|R  
    选择下山简法进行局部优化。 R@2X3s:  
    V VCZ9MVJ  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 y)<q /  
    GN>@ZdVG}#  
       ,fRq5"?  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 _VXN#@y  
    yDh6KUK  
    优化过的参数为： 2Z%O7V~u  
    J~- 4C)  
    缝宽：46nm；规划深度200nm；最小化偏振对比度50；TE透过率的均匀误差7% <oeIcN7d  
    yh=N@Z*zP  
    结论： Xnh8e  
    f *)Z)6E  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 DaVa}  
    K> e7pu  
    Parameter Run允许对参数空间进行全局搜索找到局部参数优化的合适起始点。 z?//rXuO  
    T]$U""  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 `F6C-  
    QQ：2284816954 备注：光学     BJ0?kX@  
     
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