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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 w vQ.9  
     &~ .n}h&  
    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。 (nUSgZz5  
     k0e {c  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 \G~<O071  
     Z{ AF8r  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 B=;p wX  
    Ltrw)H}  
    相关案例：100.01,101.01 }R\;htmc;  
     VmbfwHRWb  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 +p\+ 15  
     @krh<T6|  
    建模任务： GX@=b6#-  
     zir?13N7  
    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。 C U 8s*  
     0%b !ARix  
    d+iV19#i  
    优化目标： }%lk$g';  
    F=9-po  
    —TE模偏振光的透过率最大化 /f Ui2[y  
     >713H!uj  
    —TM模偏振光的透过率最小化 )N}.n2Y8W  
     }n;.E&<[  
    优化函数： Y2&hf6BE  
     L_(Y[!  
    —最小化TE的透过率 $Ao iH{f  
     11Y4oS  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） 1!"iN~  
    s^lm 81;  
     47yzI-1H+  
       ;]A:(HSZj  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 ZhnRsn9  
    (V:)`A_-  
     )ipTm{  
    I;rh(FMV  
    优化的自由变量为： hG!|ts  
    O[|prk,  
    —缝宽：10—190mm /~6)Vt  
     O@7={)6qc  
    —光栅深度：20—200nm nR#'BBlI  
     >DkRl  
    优化算法： &l;wb.%ijW  
     ~H\1dCW  
    —使用Parameter run 进行一个全波长的全局搜索使得TE透过率的最大值最小同时使得偏振对比度的最大值最低。全局搜索不是强制的，但是它帮助确定在几个最大值和最小值之间确定优化参数的起始点。 <HMmsw  
    —参数优化使用下山简法（局部优化）和模拟退火法（全局优化）。参数优化使得找到在偏振对比度和TE透过率之间的一种平衡。 M?I^Od'8  
     d.:.f_|  
    光路流程图和偏振分析器： yTpvKCC  
     Q~#[_Upkc  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 Ew$-,KC[  
     LPK[^  
    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。 r6 :c<p[c  
    A>Y!d9]ti  
    Parameter Run 的全局搜索： DFN  
     .~jn N  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 ?I}0[+)V  
     { cMf_qQ  
    Parameter Run 设置 =!P  
     ZB5u\NpcW  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； 0OF]|hH  
     eczS(KoL4  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； W;y ,Xs  
     `bMwt?[*  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 t#sw{RO  
     {q^?Rw  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 8B"my\  
     |:G`f8q9  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 u(bPdf@kz  
    优化函数依据迭代次数进行显示： GJ P\vsaQ  
    YdiXj |k+  
    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。 [&H?--I  
     QoTjKck.  
    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。 \r^*4P,,  
     bP3S{Jt-|  
    参数构成： F]k$O$)0  
     xjO((JC  
    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%； Zg2F%f$Y  
      
    mvrg!/0w  
    局部参数优化： N%" /mcO  
    w$)E#|i  
    使用局部参数优化的参数优化文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_03”中。 (25v7 Y ]  
    {nyVC%@Y  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； Wzx Dnd<B  
    jm$v0=W9#  
    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。 ?Rg8u  
    RBM(>lU:  
    wD'LX  
    ({l!'>?  
    参数定义： p@x1B &Z  
    A"` (^#a  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 kTe0"  
    ecl$z6'c  
    缝宽10—190nm权重1e20 \/ 8 V|E  
    1XvB,DhJ  
    优化函数定义： ? W`?F  
    +ysP#uAA  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） TRSR5D[  
    P0N%77p>"  
    ——偏振对比度大于50（全波段） U3zwC5}BN  
    )s';m$  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。  )$ +5imi  
    7 *#pv}Y  
    rBUdHd9  
    选择下山简法进行局部优化。 j)[ w X  
    !Qd4Y=  
    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。 V9o_Q  
    bWAVBF  
       )^o7%KX  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 Q<F-l. q   
    #[a+m  
    优化过的参数为： "jyh.@<  
    E?/Bf@a28=  
    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% WV'FW)%  
     ou[_ y  
    结论： Zg@NMT  
    t6)wR  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 c%+9uu3  
    B3V=;zn3  
    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。 =os%22*  
    %kg%ttu7  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 XNU[\I  
    6jRUkI-!  
    <Eo; CaaF/  
    QQ：2987619807     8R6!SB  
     
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