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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 Z(~v{c %<  
     JSCZX:5  
    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。 [f8mh88 r  
     ]:K[{3iM  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 <,X?+hr  
     V1d{E 0lM  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 y%wjQC 0~  
     1OwVb  
    相关案例：100.01,101.01 5GHW~q!Zo\  
     V 5  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021  4u.v7r  
     ?h1r6?Sug{  
    建模任务： !#b8QER  
     W["c3c  
    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。 an<loL W  
     yE3l%<;q  
    ]Av)N6$&-Z  
    优化目标： IXJ6w:E  
    :krdG%r  
    —TE模偏振光的透过率最大化 b-Uy&+:X*d  
     :Qekv(z  
    —TM模偏振光的透过率最小化 Y!0ZwwW  
     c_RAtM<n  
    优化函数： 0Xe?{!@a  
     ]NRQM8\  
    —最小化TE的透过率 PDQ\ND  
     XW2{I.:in>  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） ;bh[TmQTJ  
    xUw)mUn@N  
     m0$~O5|4  
       g"P!KPrf1p  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 E$?:^ausu  
    zmEg4v'I  
     :OFL@byS  
    qe@ctHpn  
    优化的自由变量为： 7hLdCSX  
    P+/6-CJ  
    —缝宽：10—190mm +j">Ju6Q;.  
     9D+B~8[SQ  
    —光栅深度：20—200nm  fcLVE  
     O.+02C_*  
    优化算法： Ga9^+.j  
     B]C 9f  
    —使用Parameter run 进行一个全波长的全局搜索使得TE透过率的最大值最小同时使得偏振对比度的最大值最低。全局搜索不是强制的，但是它帮助确定在几个最大值和最小值之间确定优化参数的起始点。 ML= :&M!ao  
    —参数优化使用下山简法（局部优化）和模拟退火法（全局优化）。参数优化使得找到在偏振对比度和TE透过率之间的一种平衡。 HT@/0MF{J  
     NR@n%p  
    光路流程图和偏振分析器： 8t$w/#'@  
     6t0-u~  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 >i:h dcxe  
     q n2X._`  
    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。 =w#sCy  
    sfuA {c'v  
    Parameter Run 的全局搜索： gb,X"ODq  
     omEnIfQSO  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 Qjl.O HO  
     _w\A=6=q|  
    Parameter Run 设置 k5X& |L/  
     D) my@W0,  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； { :~&#D  
     OY?x'h  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； Co%EJb"tk  
     tPb$ua|  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 r:QLO~l/  
     WXgGB[x  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 /A{/  
     XFx p^  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 < `/22S"  
    优化函数依据迭代次数进行显示： PRyZ; @  
    S.$/uDwo  
    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。 q8 _8rp-@  
     qx+ .v2G  
    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。 S7fX1y[  
     |5h~&kA  
    参数构成： sBuOKT/j  
     @|hn@!YK  
    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%； FWJhi$\:D]  
      
    +uD4$Wt_F  
    局部参数优化： %l.5c Sn@  
    btZ9JZvMx  
    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。 "{igrl8  
    }kK6"]Tj  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； o8A1cb4<T  
    :Q@qR((&o  
    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。 d2!A32m  
    c'gV  
    u}:p@j}Zv  
    TjswB#  
    参数定义： m\];.Da  
    2xx  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 [Jjb<6[o  
    h jCkj(b  
    缝宽10—190nm权重1e20 OlwORtWzZ  
    |'R^\M Q  
    优化函数定义： (*CGZDg  
    ?8O %k<?  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） (Q/Kp*a  
    ^G~C#t^  
    ——偏振对比度大于50（全波段） C72!::o  
    s,*kWy"jp  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 0OrT{jo  
    5,,b>Z<  
    8>KBh)q  
    选择下山简法进行局部优化。 {f9jK@%Gy  
    G+$A|'<`z  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 :nPLQqXGQ  
    6*({ZE  
       Y4 <  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 I5$@1+B  
    2Y`C\u  
    优化过的参数为： (i"@{[IP  
    l1utk8'-  
    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% l\NVnXv:>  
    "kHQ}#6r  
    结论： Gop;!aV1*  
    ycr\vn t  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 1$]hyC/f  
    s?JNc4q  
    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。 h ?Ni5  
    wy1xZQ<5  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 :k"VR,riF  
    O6[,K1,  
    x<S?"  
    QQ：2987619807     c~0hu*&  
     
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