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    [分享]光栅起偏器的参数优化 [复制链接]

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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 _mi(:s(  
    }zK/43Vx  
    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。 _jhdqON6E  
    @X\2K?c(v  
    关键词:参数优化,光栅,起偏器,亚波长 q/|WkV `m  
    74hQ?Atw:  
    所需工具箱:高级光栅工具箱 P0/B!8x  
    `/1Zy}cD  
    相关案例:100.01,101.01 r]0UF0#  
    1zz.`.R2U  
    相关教程和技术说明:Tutorial 101.01, TN.021 g;M\4o  
    9YtdE*,k  
    建模任务: jNO8n)a&p  
    ~w>Z !RuhT  
    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。 Q<e`0cu|p  
    OP-%t\sj>  
    JN{xh0*  
    优化目标: .x^`y2'U  
    guD?~-Q  
    —TE模偏振光的透过率最大化 <;?&<qMo,P  
    Xc^7  
    —TM模偏振光的透过率最小化 Q I.*6-(  
    o`@B*, @  
    优化函数 ^edg@fp  
    ji &*0GJQ  
    —最小化TE的透过率 <_|H]^o  
    B-OuBS,fwC  
    —最小化偏振度(要求>50:1) }PR^Dj.  
    rCmxv7" a}  
    4't@i1Ll(  
       ItoSORVV  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 JqDj)}fzX  
    Q~'a1R  
    ,u,]ab  
    UJ0Dy ` f  
    优化的自由变量为: iZ`1Dzxgk  
    kt";Jx  
    —缝宽:10—190mm l7]$Wc[  
    AR}M*sSh  
    —光栅深度:20—200nm h=3156M  
    x+O}RD*G  
    优化算法: GMw|@?:{  
    ,H3C\.%w\  
    —使用Parameter run 进行一个全波长的全局搜索使得TE透过率的最大值最小同时使得偏振对比度的最大值最低。全局搜索不是强制的,但是它帮助确定在几个最大值和最小值之间确定优化参数的起始点。 kUJ\AK  
    —参数优化使用下山简法(局部优化)和模拟退火法(全局优化)。参数优化使得找到在偏振对比度和TE透过率之间的一种平衡。 n9zS'VU  
    VesO/xG<  
    光路流程图和偏振分析器: }G8RJxy  
    GXEOgf#i  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 #"M 'Cs  
    `TkI yGr  
    对于给定的波长范围,偏振分析器被用来计算相关偏振方向的最大和最小值。并可以计算 和 的反射或透射的最大和最小值。像偏振对比度这样高级的优化函数也可以被计算出来。 k?.HW?=zy  
    %@! Vx  
    Parameter Run 的全局搜索: ^}2 ie|  
    u1 uu_*  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。  X7sWu{n  
    'DQp  
    Parameter Run 设置 YkcX#>,  
    f77uqv(Y  
    缝宽:10—19nm 步长10nm; -(n[^48K  
    Po[u6K2&  
    规划深度:20——200nm 步长10nm; h(;qnV'c  
    b'$j* N  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 }9=\#Le~\  
    #lyvb.;  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 6e@ O88=  
    Z`xz|:D+  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 S,5>g07-`  
    优化函数依据迭代次数进行显示: lLHHuQpuj  
    tR5zlm(}  
    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。 7"f$;CN?~  
    m_H$fioha,  
    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。 }6]V*Kn,  
    s)HbBt-  
    参数构成: #R|M(Z">q  
    n=RAE^[M  
    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^P}xGGK  
      
    {6<7M  
    局部参数优化: *seKph+'c  
    66=6;77  
    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。 z9$x9u  
    l;L&ijTQD  
    起始值为:缝宽:50nm,规划深度200nm; #VC^><)3  
    :~^ec|tp  
    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。 0D>~uNcT}  
    1){1 HK  
    M[_~7~4  
    vi0% jsI  
    参数定义: gFJ& t^yL  
    @+}Q<  
    规划深度为20-200nm,权重1e20 ?ZSG4La\  
     Be2@9  
    缝宽10—190nm权重1e20 ,"PwNv  
    f? F i{m  
    优化函数定义: o lNL|WJ`w  
    >"F~%D<.  
    ——TE效率最小值被最大化(全波段) }se)=7d8 Z  
    w\_NrsO!x  
    ——偏振对比度大于50(全波段) Fm-W@  
    2 < &-  
    ——均匀误差最小化,但对于通用优化函数只具有较低影响。 W.\HfJ74  
    R*TCoEKO  
    Ii*v(`2b  
    选择下山简法进行局部优化。 )QTk5zt  
    ckt^D/c2  
    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。 9Pd~  
    jjvm<;lv  
       c6s(f  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 S:vv*5  
    HtEjM|zj  
    优化过的参数为: N)  {  
    *^c4q|G.-  
    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% qB]z"Hfq,  
    $Miii`VS9  
    结论: ]Nt97eD)  
    W\U zw,vI  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 ]rn!+z  
    uA!T@>vl  
    Parameter Run允许对参数空间进行全局搜索找到局部参数优化的合适起始点。 uh#PZ xnP  
    FEaf&'G]  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 l$,l3  
    v.6" <nT2  
    4>Uo0NfL  
    QQ:2987619807
    <l wI|<  
     
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