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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 9 z*(8d  
     l $Zs~@N  
    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。 C yf]`*  
     "m>};.lj  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 Xz* tbW#  
     |"\lL9CT  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 8b~7~VCk  
    me$$he  
    相关案例：100.01,101.01 V"g~q?@F  
     6`j<l5-h  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 7b,AQ9  
     {~1M  
    建模任务： 1gAc,s2  
     ._(z~3s  
    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。 _w%s(dzk  
     |wJ),h8/  
    Tvrc%L(]  
    优化目标： nOr"K;C  
    %w@ig~vD'  
    —TE模偏振光的透过率最大化 2dyxKK!\a  
     skSNzF7'  
    —TM模偏振光的透过率最小化 hhj ,rcsi  
     )SD_}BY%k  
    优化函数： 8fEAYRGd  
     W7]mfy^  
    —最小化TE的透过率 dcR6KG8  
     GiFf0c 9  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） h%|9]5(=  
    (ai72#nFtb  
     ]Y$&78u8t  
       K1 6s)S'  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 rl41# 6  
    ls]Elo8h1f  
     ]q37Hj  
    B~e7w 4  
    优化的自由变量为： Wd1 IX^7C%  
    H8x:D3C0  
    —缝宽：10—190mm +Hi{ /{k0N  
     d`<#}-nh  
    —光栅深度：20—200nm X.:_"+I;  
     P[6dTZ!\s  
    优化算法： <vO8_2,V-  
     P'gT6*an,"  
    —使用Parameter run 进行一个全波长的全局搜索使得TE透过率的最大值最小同时使得偏振对比度的最大值最低。全局搜索不是强制的，但是它帮助确定在几个最大值和最小值之间确定优化参数的起始点。 b^;N>zx  
    —参数优化使用下山简法（局部优化）和模拟退火法（全局优化）。参数优化使得找到在偏振对比度和TE透过率之间的一种平衡。 s2 wwmtUCN  
     >DkN+S  
    光路流程图和偏振分析器： 8UlB~fVg  
     7Im}~3NJG  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 FC~|&  
     WJBW:2=;  
    对于给定的波长范围，偏振分析器被用来计算相关偏振方向的最大和最小值。并可以计算 和 的反射或透射的最大和最小值。像偏振对比度这样高级的优化函数也可以被计算出来。 zww?  
    1h& )I%`?  
    Parameter Run 的全局搜索： ~ rQ4n9G  
     i:AjWC@]  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 %y!   
     'aLPTVM^  
    Parameter Run 设置 e=YO.HT  
     a  [0N,t  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； H@Kl  
     xu0;a  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； dawVE O  
     alWx=+d  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 Cv gPIrl  
     3T Yo  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 ZY~zpC_  
     &8IWDx.7}  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 =]2 b8  
    优化函数依据迭代次数进行显示： eimA *0Cq  
    iW1$!l>v  
    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。 }6yxt9  
     *S,v$ VX  
    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。 =<Zwv\U  
     (e>RNn\  
    参数构成： ?tW%"S^D  
     @#G6z`,  
    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%； w}]3jc84  
    _.oRVYK /  
      
    gs^UR6 D,  
    局部参数优化： ;D %5 nnr  
    :8p2Jxm  
    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。 iT)2 ?I6!  
    R.^Bxi-UG:  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； *m `KU+o-u  
    a3DoLq"/  
    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。 YA1{-7'Q  
    QySca(1tN  
    UU;Y sj  
    Ae,2Xi  
    参数定义： Cf WK6>  
    #! K~_DL  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 :BC<+T=  
    a78;\{&L'  
    缝宽10—190nm权重1e20 n57c^/A*  
    q/aL8V<"z  
    优化函数定义： #b<lt'gC  
    ;$k ?&nhY  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） (STWAwK-  
    g,{Ei]$>I  
    ——偏振对比度大于50（全波段） AVdd?Ew  
    Wr}a\}R  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 ^*4(JR   
    x 1 R!  
    2={K-s20  
    选择下山简法进行局部优化。 v/4X[6(  
    B7x"ef  
    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。 #o}{cXX#  
    Z7k1fv:S^  
       cfO^CC  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 ,vHX>)M|  
    ~-o^eI4_  
    优化过的参数为： =Un6|]  
    d}^ :E  
    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% SFm.<^6  
    qH}62DP3  
    结论： r4z}yt+  
    O!@KM;  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 rE' %MiIK  
    1)c=15^  
    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。 _4x[}e7KF  
    A16-  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 c]:J/'vc  
    QQ：2284816954 备注：光学     VG*=)8{  
     
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