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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 ag-\(i;K]  
     Ocq.<#||H  
    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。 (>x4X@b  
     LFCcV<~  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 $#g1Mx{  
     ZkW,  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 S;[*5g6a&x  
    :!M/9D*}0  
    相关案例：100.01,101.01 -bo5/`x  
     1Z?en  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 vr|9NP]v  
     Tw< N  
    建模任务： 6uCa iPV  
     h&+dIk\[3  
    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。 9pKN^FX,76  
     Bf$YwoZov  
    $ZD1_sJ.  
    优化目标： )z/+!y  
    [V~(7U  
    —TE模偏振光的透过率最大化 TC80nP   
     _uuxTNN0x*  
    —TM模偏振光的透过率最小化 4tR:O#($V  
     LMf_wsp  
    优化函数： |*W`}i  
     QAigbSn]  
    —最小化TE的透过率 b-8{bP]n  
     V,<3uQD9a  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） WG8}}`F|  
    Xm./XC  
     k/A8 |  
       @vdBA hXk  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 =EI>@Y"  
    GsG.9nd  
     Z,%^BAJ  
    =m.Lw  
    优化的自由变量为： 5F{NPKa Q  
    A*jU&3#  
    —缝宽：10—190mm S>isWte  
     <H{%`  
    —光栅深度：20—200nm t{#B td  
     'M>QA"*48E  
    优化算法： @:\Iw"P  
     ;/w-7O:  
    —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。 1*\JqCR  
    —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。 F+mn d,3  
     9P;}P! W  
    光路流程图和偏振分析器： &~ of]A  
     N t]YhO  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 Gf'qPLK0  
     hh/C{ l  
    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。 'NyIy:  
    | +osEHC  
    Parameter Run 的全局搜索： 36mp+}R#  
     od=%8z  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 ]v&)mK]n=o  
     h>AK^fX  
    Parameter Run 设置 .?T,>#R  
     ]hNio6CVm  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； EXDZehLD<]  
     7e[3Pu_/X  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； LpwjP4vWJ  
     cPD&xVwq>  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 `|maf=SnY5  
     THC7e>P4  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 `}t<5_  
     {~J'J$hn8  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 86pujXjc'  
    优化函数依据迭代次数进行显示： 9u6GeK~G  
    a"7zz]XO2  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 ctI=|K  
     O# n<`;W  
    TE透过率和偏振对比度对于不同参数设置已经达到了最大化。 jeb ]3i=pw  
     3@#WYvD  
    参数构成： {k BHZ$/  
     D6X0(pU0  
    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%； F/gA[Y|,gI  
      
    = BcKWC  
    局部参数优化： n~ w.\939@  
    t}FwS6u  
    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。 UnTnc6Bo7W  
    u!4i+7}  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； yN-o?[o  
     zciL'9  
    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。 P){b"`f  
    D,R"P }G  
    '" MT$MrT  
    'M20v-[  
    参数定义： }6S~"<Ym  
    7 ) Q>R  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 % YgGw:wZ  
    l!S}gbM  
    缝宽10—190nm权重1e20 )gNS%t c*K  
    Z+p'3  
    优化函数定义： DIAHI V<  
    9NXL8QmC8  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） Q[rmsk 2L'  
    E ^ub8  
    ——偏振对比度大于50（全波段） hCpX# rg?  
    LIah'6qR  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 py-5 :g}d  
    9:\#GOg  
    %Z.!T  
    选择下山简法进行局部优化。 6h5DvSO  
    ?aMd#.&  
    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。 8PRKSJ[@K  
    fx74h{3u  
       VbU*&{j  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 ^RIDC/B=V6  
    V1l9T_;f  
    优化过的参数为： [B_(,/?  
    au+6ookT  
    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% wC&+nS1  
    1r:i'cW h  
    结论： mMt~4(5  
    +uqP:z  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 =6YffXa_s  
    ;o#wK>pk%M  
    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。 T[(4z@d`5  
    o],z/MPL  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 ,qUOPW?=  
    }LA7ku  
    1EmZ/@k/Y  
    QQ：2987619807     6s<w} O  
     
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