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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 5DVYHN9c|  
     T5z]=Pd"^  
    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。 *QV"o{V  
     8KYIHw  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 >##Z}auY  
     ,~DV0#"  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 [:cvy[}v@  
    LD1&8kJ*l  
    相关案例：100.01,101.01 aYDo0?kF'  
     hidQOh  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 ,[)l>!0\H  
      uxB`  
    建模任务： P=_fYA3  
     i;-M8Q^  
    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。 ;j7G$s9  
     dvU{U@:sz  
    Q$v00z]f*  
    优化目标： CS~_>bn  
    %qiVbm0  
    —TE模偏振光的透过率最大化 lo(C3o'  
     oeB'{bG  
    —TM模偏振光的透过率最小化 S_/S2(V"  
     _DH^ K 9,9  
    优化函数： R TpNxr{[  
     U3Z=X TB  
    —最小化TE的透过率 0Q`v#$?":  
     L!lmy&1  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） `;J`O02  
    1^^8,.'  
     -5 D<zP/  
       fBj)HoHQW  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 `Z8k#z'bN  
    BdF/(Pg  
     w.a9}GC  
    !*Eu(abD  
    优化的自由变量为： 7HBf^N.  
    -(]C FnD_N  
    —缝宽：10—190mm &29jg_'W  
     Hd\V?#H  
    —光栅深度：20—200nm eqsmv [  
     bXOKC  
    优化算法： b%%r`j,'JE  
     D2kmBZ3  
    —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。 ?VmgM"'md  
    —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。 mXOI"B9Sq  
     #-<Go'yF  
    光路流程图和偏振分析器： _eOC,J<-~  
     t4[q :[1  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 %,_ZVgh0  
     [Hx(a.,d  
    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。 BZ1wE1t  
    &h I!mo  
    Parameter Run 的全局搜索： 2cH RiRT  
     T+ZA"i+  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 9<.O=-1~  
     e ,/]]E/o  
    Parameter Run 设置 CqlxE/|  
     ZBK0`7#&EH  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； Cl<!S`  
     YM:sLeQ~c  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； $t.oGd@N  
     Sb/?<$>  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 iX]OF.:   
     ,3Q~X$f  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 95z|}16UK  
     _&hM6N  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 k`8O/J  
    优化函数依据迭代次数进行显示： B_Q{B|eEt&  
    6/mz., g2  
    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。 MmN{f~Kq9  
     ;v@G  
    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。 tfGs| x  
     V%r`v%ktF  
    参数构成： #dUKG8-HJ  
     BZ?3=S1*  
    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%； +ig%_QED[\  
      
    k773h`;  
    局部参数优化： kg]6q T;Y  
    ly17FLJ].  
    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。 .Rk8qRB  
    /=m AVA  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； GHcx@||C?  
    UrizZ 5a  
    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。 v"o"W[  
    _M%S  
    LUMbRrD-  
    ?n `m  
    参数定义： 5;/n`Bd  
    Xkhd"Axi  
    规划深度为20-200nm，权重1e20  4@  
    '6dVe 2V  
    缝宽10—190nm权重1e20 1RYrUg"s"  
     @./h$]6  
    优化函数定义： lLTqk\8g  
    v.-DXQq  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） u;_h%z5K  
    ?IVJ#6[  
    ——偏振对比度大于50（全波段） d2`g,~d  
    f$xXR$mjf  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 wsWFD xR  
    5CFNBb%Xy  
    $9,&BW_*  
    选择下山简法进行局部优化。 O:wG/et  
    k."p&  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 )@N d3Z  
    13X}pnW  
       H{*D c_  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 6eV#x%z@v'  
    7&ED>Bk  
    优化过的参数为： A `Z/B[)  
    eO!9;dJ  
    缝宽：46nm；规划深度200nm；最小化偏振对比度50；TE透过率的均匀误差7% ]y0Y(  
    ]c/E7|0Q  
    结论： |"gL {De  
    0kkDlWkzo  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 p'K`K\X  
    j<p.#jkT  
    Parameter Run允许对参数空间进行全局搜索找到局部参数优化的合适起始点。 bC<W7qf]}  
    R/hI XO  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 D<SC `  
    Y,}_LS$f  
    L.HeBeO  
    QQ：2987619807     wh8';LZ>R  
     
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