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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: 2021-04-16
    案例315.01：光栅起偏器的参数优化 #E- VW  
     FY 1},sq  
    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。 ?b!CV   
     bBkm]  >  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 [W^6u7~  
     \>*MMe  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 'Qm` A=  
    W?*Xy6",JF  
    相关案例：100.01,101.01 zjluX\  
     .b =M5JsyV  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 r1[E{Tpz  
     U%mkhWn  
    建模任务： ( z8]FT  
     -/ (DP x  
    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。 _hAj2%SL  
     M/::`yJQu  
    p)?qJ2c|  
    优化目标： ?z\q Mu  
    ikEWY_1Y  
    —TE模偏振光的透过率最大化 ]`#xR *a  
     uM6CG0  
    —TM模偏振光的透过率最小化 O ,F]\  
     no~OR Q  
    优化函数： 9 _M H  
     c,v^A+sZu  
    —最小化TE的透过率 A }>|tm7|  
     VxUvvJ{-v  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） 5PPPd-'Z_  
    P#dG]NMf  
     .u&&H_ UmE  
       SQO>}#qm  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 LY@1@O2@  
    ^@|<'g.R-  
     ,wwU` U  
    LG/=+[\{E  
    优化的自由变量为： FbNH+?  
    !(MA5L-  
    —缝宽：10—190mm 1M%{Uqsd-  
     U~u6}s]:  
    —光栅深度：20—200nm aH5t.x79b  
     hYP6z^  
    优化算法： {#dp-5V  
     ue6/EN;}  
    —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。 rE1np^z7  
    —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。 !uj!  
     W,9k0t  
    光路流程图和偏振分析器： X7XCZSh#A  
     [M7iJcwt  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 rQd1Ch  
     Jf %!I  
    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。 d vg;  
    mr{k>Un\  
    Parameter Run 的全局搜索： ++J Bbuzj!  
     XhlI|h-j  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 ZXssvjWQV}  
     7':5  
    Parameter Run 设置 *@bg/S K%  
     "xvV'&lQ  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； CI~hmL0  
     bGMeBj"R  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； C,OB3y  
     A:8FJ3'  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 E i\J9zt  
     bBeFL~  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 ]HNT(w@  
     TRr4`y%  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 ~WYE"(  
    优化函数依据迭代次数进行显示： fw(j6:p  
    OUBgBr   
    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。 y]QQvCJr3d  
     0] :*v?  
    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。 F'?5V0\he  
     |k7ts&2  
    参数构成： 3%vx' 1h[  
     &P,4EaC9;  
    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%； ~L \(/[  
    26('V `N  
      
    cdek^/  
    局部参数优化： VuO)  
    @ 2%.>0s.  
    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。 AXNszS%4  
    PoBu kOv  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； k"DQbUy0L  
    7b7%(  
    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'sVs2sk6  
    \0*yxSg,^  
    )'K!)?&d  
    k<j)?_=`  
    参数定义： *FLTz(T  
    ZaNyNxbp>z  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 lvz:UWo  
    Y00i{/a 8  
    缝宽10—190nm权重1e20 |j5A U  
    ^;bGP.!p  
    优化函数定义： =An Z>6  
    \fM!^  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） V%{ 9o  
    fdCxMKlu;  
    ——偏振对比度大于50（全波段） p@NEr,GB  
    My6]k?;}(  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 H~_^w.P  
    /k3n{ ?$/  
    <2TB9]2. g  
    选择下山简法进行局部优化。 *]>OCGsr  
    w=P <4 bdT  
    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。 gE6y&a  
    *Y^Y  
       .U(SkZ`6  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 =DF@kR[CH"  
    AVevYbucB  
    优化过的参数为： 2)I'5 ?I  
    %. 6?\w1e  
    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% *>&N t  
    9^Vx*KVrU  
    结论： Bu >yRL=*  
    "]\":T  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 8w@W8(3B  
    =|{,5="  
    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。 = VX<eV  
    h}B# 'e  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 fY\tvo%  
    QQ：2284816954 备注：光学     1Sc~Vb|>  
     
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