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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: 2021-04-16
    案例315.01：光栅起偏器的参数优化 GM2}]9  
     ;D~#|CB  
    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。 2VY7?1Ab(@  
     b@CjnAZ  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 le \f:  
     Kzn1ct{65!  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 w8X5kk   
    4m< ]qw  
    相关案例：100.01,101.01 C_N|o|dX  
     A8.noV  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 xmnBG4,f  
     sY!JB7!j  
    建模任务： 9HJYrzf{%  
     5@5 *}[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。 B6dU6"  
     $=.%IJ_MAz  
    u~OlJ1V  
    优化目标： zH~P-MqC  
    6agq^wI  
    —TE模偏振光的透过率最大化 -7&ywgxl  
     Cdz?+hb  
    —TM模偏振光的透过率最小化 26/<\{q~  
     U^KWRqt  
    优化函数： `R2Iw I&  
     8p 4[:M@  
    —最小化TE的透过率 RK.lz VaY  
     }ex4dhx2M  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） (H uvo9  
    #8h7C8]&  
     Q &W>h/  
       )f$4: Pq  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 b|-)p+ba  
    `T*Y1@FV  
     [RKk-8I  
    pG"wQ  
    优化的自由变量为： {{G3^ysa  
    t)j$lmQn  
    —缝宽：10—190mm xy:Mb =r  
     %!t9)pNc  
    —光栅深度：20—200nm vQCb?+X&  
     BeFyx"NBg  
    优化算法： jv.tg,c_6  
     L91vp'+2  
    —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。 )!0}<_2  
    —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。 JL G!;sov  
     .I~:j`K6  
    光路流程图和偏振分析器： q>(?Z#sB  
     *DIY;)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。 .<?7c!ho  
     ?jz\[0)s  
    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。 Jd/d\P  
    e'uC:O.u  
    Parameter Run 的全局搜索： Ml c_w19C9  
     p^ (Z  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 o*A, 6y  
     :=*G7ZyW$  
    Parameter Run 设置 &ic'!h"  
     K/B$1+O  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； gOnZ#  
     Fk49~z   
    规划深度：20——200nm 步长10nm； 564L.^$@|  
     47(_5PFb#  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 vWmp ?m  
     b;D  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 B~]6[Z  
     aPlEM_escS  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 d:iJUVpr  
    优化函数依据迭代次数进行显示： A5F (-  
    *~GI-h  
    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。 MS#"TG/)  
     %Qz<Lk">.  
    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。 MOh&1]2j5  
     ,sSo\%  
    参数构成： R"XycXn_$  
     Fc[vs52  
    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%； qN1fWU#$  
    c`x4."m  
      
    w_>\Yd[  
    局部参数优化： oUsfO-dET^  
    MR,I`9Pe  
    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。 423%K$710  
    [2xu`HT02  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； |BM#rfQ  
    00D.Jn  
    参数和优化函数被严格定义，以便在TE透过率，偏振对比度和TE透过率均匀误差之间找到平衡。 u(3 uZ:  
    ?i_/f}.K  
    p,k1*|j  
    F|6"-*[RS  
    参数定义： I}u\ov_Su  
    5\zR>Tg".  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 UTE6U6  
    evZP*N~G  
    缝宽10—190nm权重1e20 0kCo0{+n  
    ':}9>B3 S  
    优化函数定义： h-Y>>l>PW0  
    ,<+:xl   
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） uQbag]&j  
    |APOTQV  
    ——偏振对比度大于50（全波段） BZhf/{h[@  
    bBML +0a  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 _;^x^  
    msCz\8Xd  
    k@%5P-e}  
    选择下山简法进行局部优化。 p @q20>^u  
    \i[N ";K  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 yuC$S&Y >!  
    %JPr 7 }  
       837:;<T  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 Q)4[zStR#  
    NUb$PT  
    优化过的参数为： :RIqA/  
    "LDNkw'  
    缝宽：46nm；规划深度200nm；最小化偏振对比度50；TE透过率的均匀误差7% zqU$V~5;rG  
    $X:,Q,?  
    结论： |O)ZjLx  
    FZU1WBNL%t  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 ~)$R'=  
    GGwwdB\x'  
    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。 6(?@B^S>2  
    0Y* "RbG  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 $ #/8l58  
    QQ：2284816954 备注：光学     20 $Tky_  
     
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