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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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    光币
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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 G%-[vk#]  
     l~Hs]*jm  
    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。 `gfh]7T  
     Xa\{WM==;  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 I0sd%'Ht?  
     ] 7_ f'M1F  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 z%(m:/N70  
    )FGm5-K@  
    相关案例：100.01,101.01 wlKfTJrn&  
     p E lF,Y  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 I0.{OJ-  
     i5w  
    建模任务： )t{?7wy  
     ?d0I*bs)7  
    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。 lNowH0K!D  
     %fnL  
    lhva|  
    优化目标： i]a 5cn  
    M%5qx,JQY  
    —TE模偏振光的透过率最大化 NGtSC_~d  
     l_5]~N  
    —TM模偏振光的透过率最小化 TZTi:\nS  
     b=horvs/!  
    优化函数： $3zs?Fd`  
     v#{Sx>lO  
    —最小化TE的透过率 q asbK:}  
     Z0s}65BR  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） QI'ule  
    wZ6LiYiHl  
     4UT %z}[!  
       A}?n.MAX>  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 [KMW *pA7  
    vx62u29m  
     IWERn v!  
    ~CCRs7V/L  
    优化的自由变量为： w4P?2-kB  
    A-Be}A  
    —缝宽：10—190mm G?)NDRM  
     Y|FF ;[  
    —光栅深度：20—200nm o8;>E>;  
     ~VYZu=p  
    优化算法： AE? 0UVI  
     dc.9:u*w  
    —使用Parameter run 进行一个全波长的全局搜索使得TE透过率的最大值最小同时使得偏振对比度的最大值最低。全局搜索不是强制的，但是它帮助确定在几个最大值和最小值之间确定优化参数的起始点。 s9+Rq*Qd  
    —参数优化使用下山简法（局部优化）和模拟退火法（全局优化）。参数优化使得找到在偏振对比度和TE透过率之间的一种平衡。 AP5[}$TT  
     GcaLP*%>B  
    光路流程图和偏振分析器： ~x^E kE  
     8'[g?  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 8 9o&KF]  
     z)p( l!  
    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。 b5lZ||W.  
    ,r^zDlS<q  
    Parameter Run 的全局搜索： lHQ:LI  
     ^=`7]E[p  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 ea[vzD]  
     15dhr]8E  
    Parameter Run 设置 W|h~&O  
     sh;DCd  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； 2*;qr|h,  
     g<U\7Vp\1  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； U|SF;T .  
     C'$w*^me  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 HR'sMu3  
     " E+V >V+  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 5"5!\Zo  
     /2 z, ?,jL  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 =`Ii ?xo  
    优化函数依据迭代次数进行显示： %d?.v_Hu0  
    4P(muOS  
    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。 -wn ,7;  
     BwOIdz%]OY  
    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。 Xb#!1hA  
     h [*/Tnr  
    参数构成： ls[0X82F  
     x6yYx_  
    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%； )&/ecx"2Q  
      
    }@6Tcn1  
    局部参数优化： ]q^6az(Ud  
    !UHWCJ< <w  
    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。 ((0nJJjz  
    PY81MTv0;  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； EPeKg{w  
    9r2l~zE  
    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。 $[f-{B{>*  
    j-]`;&L  
    ri.}G  
     T.d1?  
    参数定义： [vv $"$z  
    d{/#A%.  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 ;Aqj$ x  
     kg &R  
    缝宽10—190nm权重1e20 Lf 0X(tC  
    zTBf.A;e7  
    优化函数定义： *Wj]e%  
    {$>Pg/  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） I<+EXH%1,  
    w'uB&z4'  
    ——偏振对比度大于50（全波段） i,V,0{$  
    J2 ZV\8t  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 76oJCNY  
    W 6c]a/  
    X!xmto  
    选择下山简法进行局部优化。 S:(YZ%#  
    vKO/hZBh  
    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+2uM+  
    NH aY&\  
       ldFR%v> 9  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 }INj~d<:  
    S( ^HIJK  
    优化过的参数为： h0.2^vM)R  
    X aE;i57$l  
    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% ]\Z8MxFD  
    U9"(jl/o  
    结论： v<3KxP'a  
    !!k^M"e2  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。  CK+t6Gp  
    Fy 1- >~  
    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。 +'|nsIx,  
    FG!2h&k  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 jd`h)4  
    -e4TqzRr  
    oGRd ;hsF  
    QQ：2987619807     k{F]^VXQ  
     
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