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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 WI,=?~-   
     IXN4?=)I  
    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。 1W g8jr's  
     }sU\6~  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 Mt Z(\&~  
     GXRjR\Ch  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 K5lp -F  
    eQx"nl3U%  
    相关案例：100.01,101.01 4Dia#1$:J  
     iPOZ{'Z  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 [mPdT^h  
     b9N4Gr  
    建模任务： ^!qmlx*  
     o4;Nb|kk9+  
    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。 Mg$9'a"[\  
     's?Fip  
    GvOAs-$  
    优化目标： eNFUjDm  
    \ c&)8.r  
    —TE模偏振光的透过率最大化 Ag6 (  
     R6XMBYK^  
    —TM模偏振光的透过率最小化 N0[I2'^.  
     ^BX@0"&-  
    优化函数： h$k3MhYDes  
     7nz+n#  
    —最小化TE的透过率 m[j3s=Gr  
     A*~1Uz\t  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） H| U/tU-  
    )X;cS} yp  
     <\g&%c,   
       l%(`<a]VIB  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 t`,IW{  
    -<!17jy  
     %UQB?dkf$  
    }%ThnFFBw  
    优化的自由变量为： &;U7/?Q  
    A'1AU:d  
    —缝宽：10—190mm ^u!Tyb8Dk  
     %i>e  
    —光栅深度：20—200nm AsLjU#jn  
     FT>~ES]cQd  
    优化算法： 7$W;4!BN*  
     d$rUxqB.  
    —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。 q{/Jw"e  
    —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。 s@LNQ|'kO  
     /2Lo{v=0[  
    光路流程图和偏振分析器： :V~*vLvR  
     t}k'Ba3]: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。 t} i97;  
     {IHK<aW  
    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。 lp-Zx[#`}C  
    oz6+rM6MY  
    Parameter Run 的全局搜索： YG~ o  
     0"psKf'  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 ]}7rWs[|1  
     gQ=POJ=G  
    Parameter Run 设置 36x:(-GFq  
     4)+IO;  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； 4t Nvq  
     #7-@k-<|  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； w<e;rKr   
     Q!Ow{(|  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 !LIfeL.4h  
     YB B$uGA  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 NTXL>Q*e  
     O+p-1 C$\  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 eSX[J6  
    优化函数依据迭代次数进行显示： rgdQR^!l6  
    .k,Jt+  
    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。 L\m!8o4  
     TDFO9%2c  
    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。 Bd9hf`% 2  
     fj-pNl6Gf  
    参数构成： iSr`fQw#  
     4m~7 ~-h  
    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%； R mW fV  
      
    Wx?&igh  
    局部参数优化： rW~?0  
    c Z6p^  
    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。 Sm$j:xw <  
    P"9@8aLB  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； hK39_A-  
    4Wla&yy  
    参数和优化函数被严格定义，以便在TE透过率，偏振对比度和TE透过率均匀误差之间找到平衡。 H*{k4  
    y,v0-o~q  
    60,-\h  
    P,/13tZ#3  
    参数定义： e-iYJ?  
    K)Zkj"y  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 &cu] vw  
    7^I$%o1g  
    缝宽10—190nm权重1e20 UOu6LD/|h  
    &*aer5?`  
    优化函数定义： D#d8^U  
    nEd M_JPv  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） P#[IUXtT  
    V Z2.w4b  
    ——偏振对比度大于50（全波段） +2EHmuJ;  
    : _^0'ULP  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 gj[ >p=Wn  
    eA1k)gjE  
    (L y%{ Y  
    选择下山简法进行局部优化。 jy!f{dsC  
    cBab2/  
    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。 L{2b0Zh'  
    m)@Q_{=6M  
       @1<omsl  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 dv^e 9b|  
    6; 5)/q  
    优化过的参数为： ,b6kTQq  
    [_ M6/  
    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% gH i~nEH  
    'f-   
    结论： &;ZC<?wS  
    GB<R7 J  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 1 [fo'M  
    #)_J)/h  
    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。 h4Xc Kv+  
    ;23=p=/h  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 X2 \E9hJg  
    <`c25ih.4  
    YKP=0 j3,  
    QQ：2987619807     S9G8aea/  
     
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