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    [分享]光栅起偏器的参数优化 [复制链接]

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    在线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 QLn5:&  
     Z|.z~53;  
    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。 *)Y;`Yg$  
     a fjC~}  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 mdwY48b  
     =e63>*M|  
    所需工具箱：高级光栅工具箱  GY>0v  
    -kkXyO8js  
    相关案例：100.01,101.01 _oWenF  
     t{ 'QMX  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 E yuc~[  
     @-wAR=k7  
    建模任务： hd900LA}  
     ({)_[dJ'  
    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。 jhHb[je~{4  
     6*%lnd+_  
    w ^A0l.{  
    优化目标： 0xsvxH"*  
    h<uQ~CQg  
    —TE模偏振光的透过率最大化 ?r/7:  
     CZ @M~Si_  
    —TM模偏振光的透过率最小化 1i{B47|  
     kG{(Qi  
    优化函数： ' Mg%G(3  
     u931^~Ci  
    —最小化TE的透过率 :=* -x  
     {^~{X$YI  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） 1oC/W?l^  
    <1ai0]  
     0X@5W$x  
       q.*qZ\;K  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 :x_l"y"  
    8`*(lKiL  
     Vi]D](^!  
     iGR(  
    优化的自由变量为： SkxTgX5  
    Q.nEY6B_  
    —缝宽：10—190mm lcih [M6z  
     1Eg,iTn2*x  
    —光栅深度：20—200nm 1~j.jv$  
     9,,1\0-T*  
    优化算法： hcej?W8j  
     c45Mv_  
    —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。 k (Ow.nkb  
    —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。 0<e7!M=U1  
     seJc,2Ex  
    光路流程图和偏振分析器： NvYgRf}uh  
     }D0j%~&"e  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 ]J~5{srq:  
     &:Q""e!  
    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。 F M`pPx  
    (33[N  
    Parameter Run 的全局搜索： A+? n=IHh  
     VGTo$RH  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 bBjVot  
     ])e6\)  
    Parameter Run 设置 MEg|AhP  
     X]`\NNx  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； rBpr1XKl,  
     ? [ =P  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； ofS9h*wrJ  
     |]Ockg[  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 aX0sy\Z]j  
     1V)0+_Yv  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 _w)0r}{  
      xU)~)eK  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 $U!w#|&  
    优化函数依据迭代次数进行显示： aFKks .n3  
    Ey)ox$  
    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。 .2OP>:9F  
     l46O=?usDX  
    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。 28zt.9  
     9n$$D;  
    参数构成： GMksr%0Pj  
     |Y:T3hra61  
    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%； )00#Rrt9  
      
    n_iq85  
    局部参数优化： P^+Og_$  
    [4 "%NY  
    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。 }**^ g:  
    H,] D}r  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； cpf8f i  
    h%#@Xd>.  
    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。 =w,%W^"E  
    J0^p\mG  
    r)ga{Nn,.  
    +BmA4/P$  
    参数定义： #~nI^ ggW  
    erqg|TsFj  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 eD G=-a4  
    tWD*uA b  
    缝宽10—190nm权重1e20 yv,90+k  
    ))u$j4 V  
    优化函数定义： J>x)J}:;  
    )6Z)z;n]aW  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） 350y6pVh  
    r0?`t!% V  
    ——偏振对比度大于50（全波段） ,1QU  
    jUdW o}/  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 RDk{;VED{  
    I5PaY.i  
    ;v#~ o*  
    选择下山简法进行局部优化。 <Eq^r h  
    dc"Vc 3)  
    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。 Ywlym\ [+  
    [96|xe\s  
       }Li24JK  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 *COr^7Kf5  
    E9QNx6 2  
    优化过的参数为： /\h&t6B1  
    lLo FM  
    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% Eo)n( Z9  
    NcRY Ch  
    结论： KG)Y{-Ao  
    oQFpIX;\m  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 j =[Td   
    4LKOBiEM  
    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。 RVX-3FvP  
    dAohj QH:  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 N!^U{;X7/  
    .#EmE'IP*  
    ln#Lx&r;|  
    QQ：2987619807     !)KX?i[Q  
     
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