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    [分享]光栅起偏器的参数优化 [复制链接]

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    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 pK9^W T@  
     mi<D bnou  
    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。 IxZ.2 67  
     wzPw; xuG  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 />Vx*^u8Hz  
     HF: T]n,  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 0f%:OU5Y  
    X`n0b<  
    相关案例：100.01,101.01 <83gn :$  
     @$P!#z  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 Tr0V6TS7  
     WrNgV@P  
    建模任务： n[Iu!v\/*  
     8 tygs  
    平面波入射周期为200nm的镀铬线性矩形光栅，基底为融石英，产生TE模的起偏。 50ew/fZj|  
     %^=!s  
    "O[76}I+.q  
    优化目标： Ue#yDTjc  
    q#&#*6 )B  
    —TE模偏振光的透过率最大化 G}#/`]o!K  
     (VaN\+I:T  
    —TM模偏振光的透过率最小化 J7ekIQgR  
     5u_4lNJ&  
    优化函数： 8Wx@[!  
     {[5L96RH%  
    —最小化TE的透过率  6b]d|  
     C9U {^  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） rz }l<t~H  
    4 l}M i  
     N>fYH.c3Y  
       Q|B|#?E==  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 Q 95  
    C cr+SR2  
     p/1}>F|i  
     g1wI/  
    优化的自由变量为： iQ!  
    1O2h9I$bk  
    —缝宽：10—190mm 6IY}SI0N  
     Ui |a}`c  
    —光栅深度：20—200nm ; G59}d p~  
     s`iNbW="  
    优化算法： Sq|1f?_gU  
     {vT55i<mk  
    —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。 j]B $(pt  
    —参数优化使用下山简法（局部优化）和模拟退火法（全局优化）。参数优化使得找到在偏振对比度和TE透过率之间的一种平衡。 r.wIk0  
     W B*`zCM  
    光路流程图和偏振分析器： UW/3{2  
     Cre0e$ 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。 i9\\evJs  
     ,AbKxT f2  
    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。 {?f^  
    mrhp)yF  
    Parameter Run 的全局搜索： } C{}oLz  
     # 5f|1O  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 [ lzy &To  
     sK 1m9  
    Parameter Run 设置  6I cM:x  
     IN|i)?r h  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； ^Em@6fz[  
     Jh&~/ntmm_  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； B!r48<p  
     0"kE^=  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 loC5o|Wh  
     f_4S>C$  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 ^KZAYB9C  
     dx13vZ3[U  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 <Sprp]n 7  
    优化函数依据迭代次数进行显示： :%uyy5AZ  
    V"7<[u]K|  
    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。 ,dZ H$  
     ?|">),  
    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;  
     ?b@q5Y  
    参数构成： wI@zPVY_i  
     qXU:A-IdIl  
    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%；  &6\r  
    vz yNc'  
      
    miG; ]-"^  
    局部参数优化： V<HOSB7  
    v#:+n+y\z  
    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。 ~"JE![XR  
    qP;{3FSkAF  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； ^fE\S5P  
    &N/|(<CB  
    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。 . QQ?w  
    =M1a0i|d  
    u+mjguIv  
    BP[CR1Gs  
    参数定义： yhSk"e'G  
    V4`:Vci Aw  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 ^I(oy.6?=p  
    |t&G&)~:  
    缝宽10—190nm权重1e20 A;fB6  
    ~{7zm"jN  
    优化函数定义： B?$01?9V  
    A*\o c  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） YW?7*go'Z  
    <}28=d  
    ——偏振对比度大于50（全波段） Hi; K"H]x1  
    0<]$v"`I  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 R<n8M"B  
    u8-a-k5<  
    io9y; S"+  
    选择下山简法进行局部优化。 }t@f |TX  
    c$,c`H(~  
    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。 u Q[vgNe*m  
    'DCKD4@C/  
       LyuSZa]  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 +=ZWau   
    qs6Nb'JvQR  
    优化过的参数为： Y|%anTP  
    C1X}3bB  
    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% qhV,u;\.  
    Smq r q  
    结论： %^a]J"Ydi8  
    y 2z{rd  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 "XGD:>Q.  
    h]kn%?fpmB  
    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。 42b.7E  
    "bD+/\ z  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 "%{,T  
    QQ：2284816954 备注：光学     RDUT3H6~  
     
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