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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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    光币
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    光券
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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 c.jnPVf:  
     >+1^XeeS  
    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。 >o'D/'>ku  
     ?86h:9  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 F"B!r-J  
     mb\vHu*53  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 `Gsh<.w!7  
    !.3 MtXr  
    相关案例：100.01,101.01 iAup',AZg  
     sM~CP zMa  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 b/ZX}<s(1=  
     Xb6@;G"  
    建模任务： MZL~IX  
     UPJgTN*  
    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。 E7*1QR{Q  
     5O)Z}  
    {L<t6A  
    优化目标： qJISB7F[%O  
    x-%nnC6e  
    —TE模偏振光的透过率最大化 ?8vjHEE  
     QKHmOVh]  
    —TM模偏振光的透过率最小化 Or6'5e?N  
     5Vut4px  
    优化函数： /vU9eh"%  
     /dWuHS  
    —最小化TE的透过率 ijoR(R^r  
     @6t3Us~/  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） G.<9K9K  
    S:^Q(w7  
     gvwR16N  
       Xwx;m/  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 3c-ve$8u~  
    6EPC$*Xp!  
     q:?g?v  
    ~r>WnI:vg  
    优化的自由变量为： )FU4iN)ei  
    #2cH.`ty  
    —缝宽：10—190mm hXM C!~Th  
     ,pAMQ5  
    —光栅深度：20—200nm z{ymVd0#  
     Tri.>@-u  
    优化算法： >6<g5ps.n  
     MfYe @ ;m  
    —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。 ^//N-?Fx  
    —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。 mZq*o<kTA  
     }n:-nB4  
    光路流程图和偏振分析器： kdW i!Hp  
     RNi&OG(  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 o'H$g%  
     Nwu#,f=X  
    对于给定的波长范围，偏振分析器被用来计算相关偏振方向的最大和最小值。并可以计算 和 的反射或透射的最大和最小值。像偏振对比度这样高级的优化函数也可以被计算出来。 c4; `3  
    kxf'_Nzy  
    Parameter Run 的全局搜索： ,,{Uz)>'W6  
     ZS}2(t   
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 f$H"|Mb e  
     $s) ^zm~  
    Parameter Run 设置 >,~JQ%1  
     y XS/3_A{  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； Hq%`DWus\  
     D/{-  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； q.g!WLiI  
     MJ7!f+!5  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 @l@lE0  
     mBnC]$<R  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 \(;5YCCE  
     IAtc^'l#  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 2&=;$2?}  
    优化函数依据迭代次数进行显示： #s]]\  
    {&2$1p/9'  
    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。 HD`Gi0  
     6*]Kow?  
    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。 ]Mtb~^joG  
     |5Z@7  
    参数构成： i5)trSM|  
     Tl25t^Y  
    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%； D6v0n6w  
      
    @NV$!FB<  
    局部参数优化： Fmsg*s7w  
    sG^b_3o)A  
    使用局部参数优化的参数优化文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_03”中。 8LkC/  
    `@`Q"J  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； H]}- U8}sp  
    N5~g:([k  
    参数和优化函数被严格定义，以便在TE透过率，偏振对比度和TE透过率均匀误差之间找到平衡。 L5e aQu  
    wRLkO/Fw  
    KsHovv-A  
    .Sb|+[{  
    参数定义： hDz_BvE  
    ;2bG-v'4vO  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 3`="4  
    W_M]fjL.  
    缝宽10—190nm权重1e20 JRl8S   
    ZtB0:'o;  
    优化函数定义： N8m^h:b  
    hBN!!a|l  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） ?(ks=rRK  
    {uw'7 d/  
    ——偏振对比度大于50（全波段） WL$WWA08_  
    &_!BMzp4  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 Ue-HO  
    BHU(Hd  
    `ORDN|s6  
    选择下山简法进行局部优化。 '!En,*'IS  
    %s<7|,  
    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。 rLP4l~V   
    s31^9a  
       !y*V;J  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 ,j2qY'wi  
    >"ZTyrK  
    优化过的参数为： Gb~q:&IUr  
    3)GXu>) t  
    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% VX;u54hS  
    (U-p&q>z  
    结论： PqvwM2}4  
    |5g*pXu{  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 J-u,6c  
    ^hbh|Du  
    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。 )P|Ql-rE4  
    i*2z7MY  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 BNzL+"W  
    q2,@>#  
    ;z%& 3u/  
    QQ：2987619807     0.+iVOz+Y  
     
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