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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 ^npS==Y]!.  
     ) a\DS yr  
    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。 gXLZ)>+A+  
     $F`<&o  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 h)l&K%4;  
     {e[pSD6   
    所需工具箱：高级光栅工具箱 ;E?  hz  
    o7a6 )2JK  
    相关案例：100.01,101.01 cU5"c)$'  
     *5_ 8\7d  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 -1r & s  
     9_A0:S9Z  
    建模任务： Ed0>R<jR9  
     ivUsMhx>S,  
    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。 pM'IQ3N  
     #[0\=B -  
    VfA5r`^  
    优化目标： NuS|X   
    <AAZ8#^  
    —TE模偏振光的透过率最大化 nL(%&z \4  
     MLD>"W  
    —TM模偏振光的透过率最小化 /mB Beg^a  
     !k= 0X\5L  
    优化函数： +x9"#0|k;  
     JfP\7  
    —最小化TE的透过率 :OQ:@Yk  
     c<h!QnJ  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） p-'6_\F.Ke  
    IL>/PuZku  
     )Rhff$  
       _z(5e  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 Ij6Wz. *  
    ss0'GfP  
     C=dx4U~   
    nc\C 4g  
    优化的自由变量为： VkTlPmr  
    X# kjt )W  
    —缝宽：10—190mm N{hF [F  
     @ Zgl>  
    —光栅深度：20—200nm R<lNk<  
     A M1C $  
    优化算法： ^`jZKh8)h  
     C>:/(O  
    —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。 e@,u`{C[  
    —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。 -wf RR>)d  
     @`kiEg'Q  
    光路流程图和偏振分析器： RFn0P)9&  
     jqX@&}3@  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 Nr]8P/[~  
     1t\b a1x  
    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。 3u?`q%Y-e  
    {n'qKur xY  
    Parameter Run 的全局搜索： .W@(nQ-<  
     ,h@R' f !  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 F[7Kw"~J  
     Yt/SnF  
    Parameter Run 设置 `j}_BW_  
     o/dMm:TF  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； K{ zCp6  
     Pn+IJ=0Y  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； #j^('K|  
     %l8*t$8  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 Y[ iDX#  
     |ilv|UV  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 U BhciZ  
     _^6|^PT.  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 +-H}s`  
    优化函数依据迭代次数进行显示： 8NaL{j1`  
    dq YDz  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 q6C6PPc  
     Q$|^~  
    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。 ':!3jZP"m  
     d`9W  
    参数构成： J7'f@X~nM  
     n%0]V Xx#  
    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%； /B,:<&_-  
      
    mFqSD  
    局部参数优化： t_I\P.aMA  
    m/YH^N0  
    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。 zd*3R+>U'>  
    UTDcX  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； 6%gB E  
    O ;X(pE/G  
    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。 ]g;^w?9h  
    )|w*/JK\Z  
    lX98"}  
    {J,6iP{>ZN  
    参数定义： ^w:OS5%R  
    )\T@W  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 -ajM5S=d*  
    V&Xi> X8  
    缝宽10—190nm权重1e20 On{~St'V  
    KqM!!  
    优化函数定义： w`c0a&7  
    xab]q$n]k  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） 1Yc%0L(  
    tmO;:n<N  
    ——偏振对比度大于50（全波段） eecw]P_?  
    {fog<1c  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 Z69+yOJI  
    8G0  
    ?mH@`c,fM  
    选择下山简法进行局部优化。 )!'n&UxPo$  
    AIuMX4nb  
    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。 X^zYQ6t  
    UF@IBb}0  
       n?'d|h  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 `IEq@Wr#$!  
    %ZujCZn  
    优化过的参数为： Ya}T2VX  
    :{[<g](  
    缝宽：46nm；规划深度200nm；最小化偏振对比度50；TE透过率的均匀误差7% Dn~Z SrJ  
    P3'2IzNw  
    结论： Tr}R`6d$  
    U?bG`. X  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 + $>N]1  
    _h0-  
    Parameter Run允许对参数空间进行全局搜索找到局部参数优化的合适起始点。 No:^hY:F8  
    )-=2w-ZX  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。  X ?tj$  
    ]EB6+x!G  
    {IJ-4>  
    QQ：2987619807     tf4*R_6;1$  
     
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