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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 !yz3:Yzu  
     4I.)>+8V  
    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。 H)rJ >L  
     %~0]o@LW7  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 {#&D=7LP  
     sGa "  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 _j~y;R)  
    &7Xsn^opku  
    相关案例：100.01,101.01 {&FOa'bP  
     ppeF,Q  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 7}(YCZny5  
     'G`xD3 E3,  
    建模任务： fS%B/h=  
     z*o2jz?t4  
    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。 ZR8y9mx2"  
     ]UZP dw1D  
    bKh}Y`  
    优化目标： <irr .O  
    I}awembw g  
    —TE模偏振光的透过率最大化 Jt)J1CA Yo  
     GxE`z6%[  
    —TM模偏振光的透过率最小化 dx.Jv/Mb  
     tn|H~iF{  
    优化函数： Xod/GY G  
     %d /]8uO  
    —最小化TE的透过率 V0_^==Vs  
     ^xr & E  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） ,,?XGx  
    &C#?&AQ  
     ~b[5}_L=>  
       kAW2vh  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 Ze?H  
    xg;F};}5$  
     %V(U]sbV  
    W>[TFdH?  
    优化的自由变量为： dSS Ai |}  
    |w>d]eA5  
    —缝宽：10—190mm _?XR;2 ]  
     "a<:fEsSE  
    —光栅深度：20—200nm oYWHO<b  
     OSwum!hzN  
    优化算法： w=~X6[+3  
     QO4eDSW  
    —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。 8w~X4A,  
    —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。 }3-`e3  
     02^Nf7DMR  
    光路流程图和偏振分析器： `mquGk|)  
     r6nWrO>y  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 %htwq]rZd  
     ZtpbKy!\$B  
    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。 XMLl>w2z  
    ^[q/w<_j~  
    Parameter Run 的全局搜索： {$C"yksr  
     T5_rPz  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 \WZSY||C|_  
     ] B>.}  
    Parameter Run 设置 LE g#W  
     c3O&sa V!  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； o\nFSG kn  
     Qo80u? *  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； F*y7 4j,  
     mqiCn]8G  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 IkQ,#Bsb[  
     8P} a  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 161IWos  
     U bh)}G,Mg  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 >{"E~U  
    优化函数依据迭代次数进行显示： :7s2M  
    VrJf g  
    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。 I8\R7s3  
     '.7ER  
    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。 zSBR_N51  
     RZ?abE8  
    参数构成： k%;oc$0G-3  
     iVb7>d9}  
    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%； }?9A:&  
      
    $qiM_06  
    局部参数优化： .F0Q< s9  
    Q|7m9~  
    使用局部参数优化的参数优化文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_03”中。 w[u>*I  
    (?[%u0%_  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； z:A_  
    :\%ZTBLL  
    参数和优化函数被严格定义，以便在TE透过率，偏振对比度和TE透过率均匀误差之间找到平衡。 S|m|ulB  
    a@C}0IP)  
    p,3}A( >  
    xr31< 4B  
    参数定义： ~8)l/I=`);  
    bMqFrG  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 aoGns46Y  
    j$P`/-N  
    缝宽10—190nm权重1e20 [*r=u[67F  
    Ru$%gh>v  
    优化函数定义： =RHIB1  
    , Q)  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） e1ExB#  
    ~pwk[Q!  
    ——偏振对比度大于50（全波段） &_'3(xIO  
    ,2mq}u>WU  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 E=ObfN"ge  
    m~gcc  
    <Kk?BRxi  
    选择下山简法进行局部优化。 NZ% v{?  
    &pH XSU  
    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。 .lGN Fx  
    -+:t%A?  
       H?;@r1ZAn  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 8`Tj*7Y=  
    aX*7tRn_%  
    优化过的参数为： v|nt(-JX  
    )g ?'Nz  
    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% }-p-(  
    k|cP]p4,  
    结论： L#N ]1#;  
    5-:H  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 dA0o{[o=  
    8o466m6/  
    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。 QiNLE'19^  
    so A] f  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 :#=B wdC  
    \OkJX_7  
    CT (HTu  
    QQ：2987619807     |wyua@2  
     
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