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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 !DA4q3-U>>  
     w)J-e gc  
    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。 "E7<S5 cr  
     V %[t'uh  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 >4bw4 Z1  
     \a0{9Xx F  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 q8ZxeMqx%  
    |5>A^a  
    相关案例：100.01,101.01 J|jvqt9C  
     6|Dtx5 "r  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 8=bn TJf  
     ?$)a[UnqX  
    建模任务： cb'Y a_  
     6VQQI9  
    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。 F+VNrt-  
     1 39T*0C  
    x xzUey  
    优化目标： $C=XSuPNK  
    <x$nw'H9  
    —TE模偏振光的透过率最大化 8MW-JZ  
     4D 5Wse  
    —TM模偏振光的透过率最小化 GYy8kp84  
     QDJ#zMxFD  
    优化函数： *:\[;69[  
     ]?}pJ28  
    —最小化TE的透过率 Jo8fMG\P  
     sBWyUD  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） 6;~V@t  
    fb0)("_V  
     (MqQ3ys  
       GLub5GrxR  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 =MJRQ V67  
    AzzHpfv,  
     DB|w&tygq  
    LdOqV'&r  
    优化的自由变量为： G]xYQ]  
    Tw%1m  
    —缝宽：10—190mm o=7e8l  
     Dg~m}La  
    —光栅深度：20—200nm w"D1mI!L 7  
     Y]~-S  
    优化算法： xIc||o$  
     2xi; 13?  
    —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。 EGFP$nvq  
    —参数优化使用下山简法（局部优化）和模拟退火法（全局优化）。参数优化使得找到在偏振对比度和TE透过率之间的一种平衡。 <  j  
     *>2FcoN;  
    光路流程图和偏振分析器： v 9G~i  
     tpzh  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 %c$|.TkX  
     OP=oSfa  
    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。 V"gKk$j7  
    $M,Q"QL  
    Parameter Run 的全局搜索： c#?~1@=  
     8t< X  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 M4;M.zxJv  
     (,mV6U%  
    Parameter Run 设置 qb=%W  
     @b2?BSdUp  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； SH"<f_  
     KDf#e3  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； S^i8VYK,C5  
     6o]{< T/'  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 2ZbSdaM=  
     '9qyf<MlY  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 3DCR n :  
     GaJE(N  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 Pec40g:#F  
    优化函数依据迭代次数进行显示： )_Hv9!U]e  
    U![$7k>,pr  
    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。 247vU1  
     gs.+|4dv  
    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。 xHx_! )7  
     %PPy0RZ^  
    参数构成： 7N5M=f.DS(  
     2A*,9S|Y  
    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%； G&Yo2aADR  
    '%+LQ"Bp  
      
    #;1RStb:zj  
    局部参数优化： C>-}BeY!  
    V%t_,AT  
    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。 TR `C|TV>  
    QYj 4D  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； ;$]a.9 -  
    VD!PF'  
    参数和优化函数被严格定义，以便在TE透过率，偏振对比度和TE透过率均匀误差之间找到平衡。 ]$.w I~J%  
    |Ul4n@+2  
    ::GW  
    9N2.:<so  
    参数定义： KB^GC5L>  
    T gLr4Ex  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 1j}e2H  
     YO fYa  
    缝宽10—190nm权重1e20 z)eNM}cF  
    <)J@7@!P  
    优化函数定义： -EU=R_yg  
    uVX,[%*P  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） V sL*&Fk  
    \|4F?Y  
    ——偏振对比度大于50（全波段） ignOF  
    3 UQBIrQ  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 5YUe>P D  
    xvWP^Qkb  
    W=#jtU`:5  
    选择下山简法进行局部优化。 r' |ei,  
    az}zoFl  
    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。 Xp6Z<Z&N  
    *Hv d  
       A-^B ?E  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 uc=u4@.>  
    z,!A4ws  
    优化过的参数为： ePSD#kY5  
    dry%aT  
    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% R&'Mze fb  
    h7xgLe@  
    结论： qr*e9Uk^  
    QdD@[  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 a6d|Ps.\!  
    O "Aeg|  
    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。 ,6A/| K-  
    %u Dd#+{  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 D [v225  
    QQ：2284816954 备注：光学     J3r':I}\  
     
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