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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 正序阅读 楼主  发表于: 2021-01-06
    案例315.01：光栅起偏器的参数优化 +o*&JoC  
     \y\@=j  
    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。 Ga9^+.j  
     q<2b,w==  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 z~R:!O-  
     x]X!nx6G  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 0)Wrfa  
    +. `  I  
    相关案例：100.01,101.01 ]"DsZI-glW  
     !JOM+P:  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 7Ns1b(kU  
     dh.vZ0v=7  
    建模任务： ^@a|s Sb  
     )c"m:3D@  
    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。 6Pzz= ai<  
     ]DV=/RpJ9B  
    a{deN9Qn  
    优化目标： ,vE)/{:d  
    }X;LR\^u[f  
    —TE模偏振光的透过率最大化 #383W)n  
     Bl6>y/  
    —TM模偏振光的透过率最小化 0**.:K<i  
      E qc,/  
    优化函数： {WYHT6Z  
     n\x@~ SzrX  
    —最小化TE的透过率 cf7UV6D g  
     }vGW lNd#g  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） G&?,L:^t  
    fSL'+l3  
     sE Rm+x<  
       q%H#04Yh  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 ,%uK^U.zk  
    XzH"dDAVE  
     kTQvMa-X9D  
     t R(Nko  
    优化的自由变量为： o[ua$+67E  
    {;T7Kg.C  
    —缝宽：10—190mm /ivA[LSS  
     ;xKPa6`E  
    —光栅深度：20—200nm 4{Q{>S*h  
     |_ u  
    优化算法： FO/ [7ZH  
     s;[OR  
    —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。 y {PUkl q  
    —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。 c@xQ2&i  
     -ghmLMS%t  
    光路流程图和偏振分析器： aGRD`ra  
     6k@(7Mw8A  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 F CbU> 1R  
     hfBZ:es+  
    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。 lz-t+LD@ST  
    q]qKU`m!Q`  
    Parameter Run 的全局搜索： (X?'}Ur  
     /l)|B  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 !eH9LRp  
     ff3HR+%M  
    Parameter Run 设置 ;vDjd2@  
     x%WL!Lo  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； z|5Sy.H>  
     GOII B  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； A3Lfh6O  
     i7UE9Nyl*  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 `7))[._  
     E7K(I ?  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 * t-Wol  
     3r[}'ba\  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 W_sAk~uK/  
    优化函数依据迭代次数进行显示： l^$8;$Rq  
    |~Op|gs  
    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。 b# RTHe&X  
     0<{zW%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。 ;Wws;.~  
     E6f{z9y6  
    参数构成： M]RbaXZ9  
     g+xA0qW  
    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%； mK>c+ u)  
      
    B"903 g 1  
    局部参数优化： GF3"$?Cw  
    mg)ZoC  
    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。 Xaca=tsO  
    D@]*{WO  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； ,vnHEY&  
    !RJuH;8  
    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。 Gh:hfHiG  
    64hl0'67y  
    uzA_Zjx  
    #RG/B2  
    参数定义： '^!1AGF  
    E[Rd= /P6  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 O$2'$44HX  
    9MmAoLm  
    缝宽10—190nm权重1e20 X;hV+| Bo  
    F_?aoP&5  
    优化函数定义： :JEzfI1  
    )G a%Eg9  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） "|\G[xLOaW  
    c5($*tTT  
    ——偏振对比度大于50（全波段） Rqk;!N  
    wTL&m+xr  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 %p R: .u|  
    +a{P,fRl@  
    POl[]ni=>  
    选择下山简法进行局部优化。 FBR]) h'Z  
    xux j  
    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。 CfSpwkg  
    CflGj0oy8  
       BaLvlB  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 \R6D'Yt  
    KXAh0A?&+  
    优化过的参数为： \UD:9g"  
    Td7=La0   
    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% }=+J&cR  
    }! jk  
    结论： >A+0"5+_p  
    sI@y)z  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 rr@S|k:|  
    Y\Z.E ;  
    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。 nO'lN<L  
    /MErS< 6  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 \5MW65  
    ;{zgp  
    B ``)  
    QQ：2987619807     Vm_waa  
     
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