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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: 2021-01-06
    案例315.01：光栅起偏器的参数优化 ^.c<b_(=h  
     +asO4'r  
    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。 =k5O*ql"  
      vUR gR  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 .mplML0oW  
     ANTWWs}  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 77-G*PI*I  
    p3 V?n[/}  
    相关案例：100.01,101.01 d ;i@9+  
     5]K2to)>`  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 K94bM5O 1  
     vbfQy2q  
    建模任务： }6gum  
     (*9-Fa  
    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。 a|z@5r%  
     z fu)X!t^  
    pA6A*~QE  
    优化目标： xtut S  
    D# gC-,  
    —TE模偏振光的透过率最大化 #I\" 'n5M  
     -_= m j  
    —TM模偏振光的透过率最小化 lN x7$z`  
     nH B  
    优化函数： w-3Lw<  
     sgRWjrc/  
    —最小化TE的透过率 h4Xz"i{z  
     1u"#rC>7.4  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） ~_ u3_d.  
    jZ''0Lclpc  
     &@=W+A=c~  
       =MT'e,T  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 ,c&gw tdl  
    1x8wQ/p|  
     U+zntB  
    28vQ  
    优化的自由变量为： jB`:(5%RO  
    fk!9` p'  
    —缝宽：10—190mm r"|.`$:B  
     UG[r /w5(F  
    —光栅深度：20—200nm k8r1)B4ab  
     Jhfw$DF  
    优化算法： J|vg<[  
     VOIni<9y  
    —使用Parameter run 进行一个全波长的全局搜索使得TE透过率的最大值最小同时使得偏振对比度的最大值最低。全局搜索不是强制的，但是它帮助确定在几个最大值和最小值之间确定优化参数的起始点。 s6'=4gM  
    —参数优化使用下山简法（局部优化）和模拟退火法（全局优化）。参数优化使得找到在偏振对比度和TE透过率之间的一种平衡。 #qW#>0U  
     @8$z2  
    光路流程图和偏振分析器： F x^X(!)~]  
     M6GiohI_"P  
    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#"nY>1  
     J 5xMA-  
    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。 2$v8{Y&  
    &x;n^W;#  
    Parameter Run 的全局搜索： ?a)Fm8Y  
     )j\_*SoH  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 J4@-?xj=\q  
     ;e< TEs  
    Parameter Run 设置 ".2d{B  
     Y[H769  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； IR#BSfBZ  
     XUnw*3tPJ  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； J 5';Hb)  
     U`5/tNx  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 i<):%[Q)>  
     Io[NN aF|  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 fI1 9p Q  
     ZCV i ZWo  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 p_X{'=SQ1  
    优化函数依据迭代次数进行显示： BMdZd5!p&  
    dFA1nn6{  
    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。 r?!:%L  
     WA0D#yuJ/  
    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。 }r@yBUW  
     gS8+S\2  
    参数构成： 43]y]/do  
     (w:,iw#  
    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%； #<Lv&-U<KT  
      
    <XQwu*_\  
    局部参数优化： W6_ rSVm  
    v$w}UC%uf  
    使用局部参数优化的参数优化文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_03”中。 iJZNSRQJ}r  
    Ga-cto1Y  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； h(<>s#=E  
    ^9 ]iUx  
    参数和优化函数被严格定义，以便在TE透过率，偏振对比度和TE透过率均匀误差之间找到平衡。 =,h'}(z_  
    4 Yv:\c  
    w%8y5v5  
    @0]WMI9B"B  
    参数定义： d4*SfzB  
    ir"t@"Y;o  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 l#%7BGwzY  
    &1R#!|h1W  
    缝宽10—190nm权重1e20 O"Nr$bS(Y  
    C#^y{q  
    优化函数定义： tfZ@4%'  
    I "O^.VC  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） \$*CXjh3G  
    k54\H.  
    ——偏振对比度大于50（全波段） <U1T_fiBoc  
    MfHOn YV  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 ! |UX4  
    q6w)zTpJGJ  
    s\pukpf@  
    选择下山简法进行局部优化。 ge:a{L  
    Tjq1[Wq  
    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。 dH PvVe/  
    BAY e:0  
        WZY+c  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 p:5NMo  
    Y0T:%  
    优化过的参数为： `[g$EXX  
    kfZ`|w@q  
    缝宽：46nm；规划深度200nm；最小化偏振对比度50；TE透过率的均匀误差7% Qrg- xu=  
    -Dx3*ZhP  
    结论： X:$vP'B>  
    }7(+#ISK6  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 !'p<Kh[i  
    t!*[nfR  
    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。 ?d^6ynzn  
    e15yDwvB  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 -0#"<!N  
    PA ?2K4  
    `Wg"m~l$N  
    QQ：2987619807     'jfE?ngt  
     
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