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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 u7d]%<~'$F  
     6* 7&X#gG  
    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。 r8rR_ M{P  
     D2bUSRrb  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 )RFeF!("  
     [eRMlSXA  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 ~@JC1+  
    {W]jVh p  
    相关案例：100.01,101.01 HV@:!zM  
     30@ GFaab  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 >YLm]7v}  
     #eYVZ=E  
    建模任务： j$6}r  
     Sls> OIc  
    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。 Pp2 )P7  
     Npqbxb  
    VM[8w`  
    优化目标： *rLs!/[Z_  
    pC6_ jIZ  
    —TE模偏振光的透过率最大化 $$a"A(Y  
     }8HLyK,4  
    —TM模偏振光的透过率最小化 e 3K  
     Cp%|Q.?  
    优化函数： 8{C3ijR  
     $4&Ql  
    —最小化TE的透过率 q<VhP2R  
     DN+`Q{KS  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） z( wXs&z;  
    i(WWF#N 5  
     ^;a[v^&9  
       F~1R.r_Lu  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 V~;YV]1Y  
    v,;?+Ck  
     DI_mF#5q  
    t(Uoi~#[  
    优化的自由变量为： qb Q> z+c  
    )-(NL!?`  
    —缝宽：10—190mm e\<I:7%Rg  
     =u(fP" |{  
    —光栅深度：20—200nm _bX)fnUu  
     Q*I/mUP&f  
    优化算法： iaB5t<t1r  
     L" o6)N  
    —使用Parameter run 进行一个全波长的全局搜索使得TE透过率的最大值最小同时使得偏振对比度的最大值最低。全局搜索不是强制的，但是它帮助确定在几个最大值和最小值之间确定优化参数的起始点。 pfT7  
    —参数优化使用下山简法（局部优化）和模拟退火法（全局优化）。参数优化使得找到在偏振对比度和TE透过率之间的一种平衡。 Ev%\YI!MaY  
     +~-|( y  
    光路流程图和偏振分析器： d1-QkW^0y  
     P1t5-q  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 .qZ<ROZ  
     x-1[2K1"[  
    对于给定的波长范围，偏振分析器被用来计算相关偏振方向的最大和最小值。并可以计算 和 的反射或透射的最大和最小值。像偏振对比度这样高级的优化函数也可以被计算出来。 Wh,kJis<  
    CVm*Q[5s"  
    Parameter Run 的全局搜索： |s:!LU&OL\  
     "P6MLf1  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 _#+i;$cO-X  
     sdb#K?l  
    Parameter Run 设置 { }z7N~  
     &\LbajP:+  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； "ggq7cJ}_  
     YW*ti|u|w  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； >a<;)K^1  
     344- ~i*  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 4h|vd.t  
     ]?^mb n  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 ^#nAS2w7U  
     gY%-0@g  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 QZX+E   
    优化函数依据迭代次数进行显示： U-@\V1;C  
    <*L8kNykK  
    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。 O_ ~\$b  
     R7#B_^ $  
    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。 p|zW2L  
     .m .v$(  
    参数构成： hQ9VcS6=gD  
     8O]$)E  
    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;-\z(h  
      
    q N>j2~  
    局部参数优化： b<%6aRC\  
    ='(:fHhhX  
    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。 \n}cx~j  
    Qk((H~I}  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； 1c]GS&(RP  
    Ra/S46$  
    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。 hUqIjcuL4  
    )Ipa5i>t  
    Lx.X#n.]T  
    L~\Ir  
    参数定义： 0ZO!_3m$r  
    [l0>pHl@  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 `U(FdT  
    7v{Dwg  
    缝宽10—190nm权重1e20 qTG/7tn "  
    Up~#]X  
    优化函数定义： -LUKYGBK  
    z Mtx>VI  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） )<%GHDWL  
    8< R#}  
    ——偏振对比度大于50（全波段） flRok?iF  
    [S4<bh!  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 HN\9 d  
    HZ/e^"cpM  
    kIyif7  
    选择下山简法进行局部优化。 Esd A %`  
    ~OXPn9qPp  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 svN& ~@ l  
    #}o*1  
       s~3"*,3@  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 O.i.<VD7  
    `j9 ;9^  
    优化过的参数为： Tv!zqx#E  
    29:] cL(5  
    缝宽：46nm；规划深度200nm；最小化偏振对比度50；TE透过率的均匀误差7% Pa+%H]vB  
    W;Ct[Y 8m  
    结论： 12.|Ed*72  
    ) }(Po_  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 `ml  
    _vm~yKId  
    Parameter Run允许对参数空间进行全局搜索找到局部参数优化的合适起始点。 b-,4< H8m  
    f]Xh7m(Gh  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 \Cx2$<8  
    ';Y0qitGB  
    +xp)la.  
    QQ：2987619807     |cs]98FEf  
     
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