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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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    光券
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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 CG'.:` t  
     7PR#(ftz  
    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。 '0$?h9"  
     7bxA]s{m  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 OB ~X/  
     G/%iu;7ZCb  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 2<mW\$  
    [~:-&  
    相关案例：100.01,101.01 2,aPr:]  
     pT?Q#,fh  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 XC7%vDIt  
     Le"oAA#[  
    建模任务： \7"@RHcihB  
     h7s; m  
    平面波入射周期为200nm的镀铬线性矩形光栅，基底为融石英，产生TE模的起偏。 2MA]jT  
     65ly2gl  
    ;n\= R 5.  
    优化目标： ~OePp a\  
    *5<Sr q'  
    —TE模偏振光的透过率最大化 _Lw OOZj  
     (Qgde6  
    —TM模偏振光的透过率最小化 T5Dw0Y6u,  
     iCP/P%  
    优化函数： =h(W4scgqX  
     4@.|_zY  
    —最小化TE的透过率 3D9 !M-  
     Knhp*V?  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） K^r)CCO  
    VL9-NfeqR  
     lyCW=nc  
       `>DP,D)w(  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 @pGZLq  
    {{C`mgC  
     9+,R`v  
    !L5jj#0  
    优化的自由变量为： vd`}/~o  
    t>B^q3\q?  
    —缝宽：10—190mm B12$I:x`  
     EkT."K  
    —光栅深度：20—200nm C@N1ljXJT  
     k%[3Q>5iM  
    优化算法： y]%w)4PS  
     +l^LlqA  
    —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。 "l={)=R  
    —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。 sBv>E}*R  
     s<x1>Q7X~  
    光路流程图和偏振分析器： 0iCPi)B  
     Gamr6I"K  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 ,fEO> i  
     *%Qn{x  
    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。  n6F/Ac:  
    C1T_9}L-A  
    Parameter Run 的全局搜索： Oo?,fw  
     5q@LxDy,b  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 p8wyEHB  
     j QU"Ved  
    Parameter Run 设置 4Ij-Ilg)%  
     0oy-os  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； P)dL?vkK  
     @{h?+ d  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； ch5s<x#CE  
     j?b\+rr  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 \qi|Js*{  
     L]a`"CH:a$  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 OT %nrzP  
     8#R?]Uwq  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 Gf8s?l  
    优化函数依据迭代次数进行显示： doHF|<s  
    Y}6n]n;uR  
    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__H*yP  
     fIoIW&iy  
    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。 7dihVvL $  
     \EbbkN:D  
    参数构成： F2(q>#<_  
     ^s\3/z>b4!  
    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%； x0a.!  
      
    r%Rs0)$yj  
    局部参数优化： {|9}+ @5Q1  
    }~Q"s2  
    使用局部参数优化的参数优化文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_03”中。 9ykM3  
    9^P2I)aD  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； +.[\g|G  
    3*DXE9gA9  
    参数和优化函数被严格定义，以便在TE透过率，偏振对比度和TE透过率均匀误差之间找到平衡。 g|PC$p-z+  
    Y^$HrI(vq  
    x4Rk<Th"o  
    gG54:  
    参数定义： Fb2%!0i  
    X7UBopm&  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 g. %  
    UVf\2\Y  
    缝宽10—190nm权重1e20 >KG E-Yzj  
    x@P{l&:>  
    优化函数定义： oN[Th  
    8F;>5i  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） Hv#q:R8  
    D)='8jV7  
    ——偏振对比度大于50（全波段）  ]^"k8v/  
    uK*Nu^  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 eR']#Q46{T  
    bC@k>yC-  
    qZ2&Xw.{1  
    选择下山简法进行局部优化。 h -_&MD/J  
    .M|>u_<Qd  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 {I%y;Aab8  
    h~HB0^|  
       c yQ(fIYl  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 U` R;P-  
    #?} 6t~  
    优化过的参数为： 2x$x; \*j  
    ]XUl@Y.   
    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% Uv?'m&_  
    x49!{}  
    结论： lH BI  
     SVP:D3)  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 [_DPxM=V  
    T)u4S[ &  
    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。 :x>T}C<Y  
    {'3D1#SK  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 `LP!D  
    :jNYP{Br  
    $&-5;4R'0  
    QQ：2987619807     dK?); *w]  
     
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