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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 l^_X?L@  
     0,c z&8  
    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。 ]?r8^LyZ4  
     l|K8+5L  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 ei5S<n  
     Q6BW ax|  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 =k_u5@.Z  
    \|(;q+n?k  
    相关案例：100.01,101.01 4k#6)e  
     |qr[*c3$1  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 2Zm*f2$xM  
     S `[8TZ  
    建模任务： kC+A7k6  
     #0R;^#F/  
    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。 YmwVa s  
     vfjIpg%i  
    Zy#r<j]T  
    优化目标： n33SWE(  
    gk&?h7P"<  
    —TE模偏振光的透过率最大化 \u*,~J)z  
     %~h'#S2X(  
    —TM模偏振光的透过率最小化 S HvML  
     LP\ Qwj{  
    优化函数： FLWz7Rj  
     eQc!@*:8U  
    —最小化TE的透过率 L}9 @kjW  
     fSTEZH  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） \)v.dQ!  
    <7zpHSFBq  
     j)uIe)wZw  
       /L~*FQQK>  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 9\xw}ph  
    }'{(rU  
     WULj@ds\~  
    (=X16}n:>  
    优化的自由变量为： -L[K1;Xv"  
    JDP#tA3  
    —缝宽：10—190mm cqq+#39iC  
     DK- =Q~`!  
    —光栅深度：20—200nm _% P%~`?!  
     F-X>| oK>z  
    优化算法： csV1ki/A  
     5 9X|l&/  
    —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。 )uaB^L1  
    —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。 Bm?Ku7}.  
     m/ukH{H1%  
    光路流程图和偏振分析器： *iR`mZb  
     QQw^c1@  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 C]`Y PM5  
     8 jT"HZB6  
    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。 &sRyM'XI  
    Ia\Nj _-%L  
    Parameter Run 的全局搜索： v6r w.  
     &#;,P :.'  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 qm '$R3g  
     $~-j-0 \m  
    Parameter Run 设置 4e(@b3y  
     oM VJ+#[x  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； lC2xl(#!  
     |&'*Z\*ya  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； jlB3BwG{w  
     f8j^a?d|  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 0TNzVsu7  
     E,X,RM~ +D  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 <Du*Re6g  
     3ZVfZf  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 }a`LOBne  
    优化函数依据迭代次数进行显示： ,|H!b%ZW  
     O~S}u  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 +2g3%c0}  
     ^J G}|v3$  
    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。 w;_Ds  
     u>eu47"n!  
    参数构成： uqnZ  
     ?( '%QfT  
    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%； Y}6)jzBV  
    M{H&5 9v  
      
    3l^pY18H'  
    局部参数优化： :b=0_<G  
    jHzy1P{?  
    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。 Fzu{,b  
    BE2{qO{  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； 0(kp>%mbB  
    E%e-R6gl  
    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。  l gC  
    ?m!FM:%  
    o i?ak  
    j oG>=o  
    参数定义： ..t=Y#  
    BpCSf.zZ  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 "&%Hb's  
    g:EU\  
    缝宽10—190nm权重1e20 _H,RcpyJ  
    1K`A.J:Uy  
    优化函数定义： H1]\B:  
     fwEi//1  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） %F~ dmA#:  
    :NL NxK  
    ——偏振对比度大于50（全波段） "xOeBNRjV  
    V6k9L*VP  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 ka*UyW}  
    QKO(8D6+  
    :-Pj )Y{I  
    选择下山简法进行局部优化。 tu'MYY  
    liTr3T`,V  
    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。 B_S3}g<~  
    erqB/C  
       Ua]zTMI  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 #q- _  
    !=we7vK}  
    优化过的参数为： 4Q>F4 v`  
    &<V~s/n=6?  
    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% J 0 P  
    { SfU!  
    结论： ;W].j%]L e  
    zN1;v6;  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 \a!<^|C&  
    d1-p];&  
    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。 ry0 =N^  
    D\R^*k@V  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 ,3j7Y5v  
    QQ：2284816954 备注：光学     =X*E(.6Ip  
     
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