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案例315.01:光栅起偏器的参数优化 WV|9d}5 [A!=Hv_$ 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。 '@hnqcqXq y fS 关键词:参数优化,光栅,起偏器,亚波长 aeLIs SEx R*dXbI&,e 所需工具箱:高级光栅工具箱 :^QV,d<C tUfze9m 相关案例:100.01,101.01 uWXxK"J. ]%Whtj.,x7 相关教程和技术说明:Tutorial 101.01, TN.021 'i/"D8 aC'#H8e|j 建模任务: ,tBc%&.f z"sv,W 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。 M@.?l=1X gd31d s!G -Xgup,}? 优化目标: kP~ ;dJD #zd}xla0] —TE模偏振光的透过率最大化 E&W4`{6K4 %%O_:@9x, —TM模偏振光的透过率最小化 Mr K?,7*Xi Me,AE^pgL' 优化函数: #0qMYe>Y oB}rd9 —最小化TE的透过率 !.{{QwZ f V/ —最小化偏振度(要求>50:1) s.}:!fBk ?v@q&
*UG=dl#F# E[_-s —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 MES| iB w\.z-6G
@2$iFZq~ j7&0ckN&G 优化的自由变量为: KI<Vvcm 2ld0w=?+eu —缝宽:10—190mm 5HbPS%^. oakm{I|k} —光栅深度:20—200nm 1Yv#4t pK2n'4
C 优化算法: obIYC }"chm=b —使用Parameter run 进行一个全波长的全局搜索使得TE透过率的最大值最小同时使得偏振对比度的最大值最低。全局搜索不是强制的,但是它帮助确定在几个最大值和最小值之间确定优化参数的起始点。 w~9=6|_ —参数优化使用下山简法(局部优化)和模拟退火法(全局优化)。参数优化使得找到在偏振对比度和TE透过率之间的一种平衡。 &4l>_
?#;zB 光路流程图和偏振分析器: |a Ht6F !g-19at 偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 {~d8_%:b R_DZJV O 对于给定的波长范围,偏振分析器被用来计算相关偏振方向的最大和最小值。并可以计算 和 的反射或透射的最大和最小值。像偏振对比度这样高级的优化函数也可以被计算出来。 B,dKpz;kFg O/Wc@Ln Parameter Run 的全局搜索: ut^^,w{o> TBqJ.a Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 cvf#^Cu
Bx&wS|-) D Parameter Run 设置 4mzWNr>fb 9Lxj
]W2^ 缝宽:10—19nm 步长10nm; x-{awP >;@hA*< 规划深度:20——200nm 步长10nm; (PCv4:`g w,FOq?j^k 使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 @oL<Ioh X[c8P7 在自由参数模块中选择深度和缝宽。 bMw)>4 PUViTb 使用扫描模块进行参数联合调查。 `5Qo*qx 优化函数依据迭代次数进行显示: (yel O8:,XTAN 左图显示了最小化TE透过率,右图显示了最小化偏振对比度。 ]jS+ItL@ 3l@={Ts TE透过率和偏振对比度对于不同参数设置已经达到了最大化。 9WuKW*** "i1~YE 参数构成: IZ6[|Ach6 =2eG j'} 缝宽50nm,规划深度200nm;最小TE透过率72.7%;最小偏振对比度62;TE透过率均匀误差7%; B/CP/Pfb ^dR5fAS 局部参数优化: o5FBqt WV"{oED 使用局部参数优化的参数优化文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_03”中。 LJMw-#61sj xe6 2gaT 起始值为:缝宽:50nm,规划深度200nm; @GGPw9a Q
pY: L 参数和优化函数被严格定义,以便在TE透过率,偏振对比度和TE透过率均匀误差之间找到平衡。 >p 7e6% Ot]PH[+ g.N~81A 3RP}lb 参数定义: n'JwT!
A q<b;xx 规划深度为20-200nm,权重1e20 pFg9-xd% XoaB X2 缝宽10—190nm权重1e20 H{P"$zj`l s3G3_& 优化函数定义: 0Kjm:x9T jn# ——TE效率最小值被最大化(全波段) *r+i=i8{ |:tFQ.Z'2 ——偏振对比度大于50(全波段) Au,}5=+`P kN>AY'1 ——均匀误差最小化,但对于通用优化函数只具有较低影响。 94F9f^ L jv]:`$}G\ dHnId2@# 选择下山简法进行局部优化。 #{l+I(M G~e`O,+ 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。 Ng,#d`Br mIZ#uW @qH<4`y.^ 优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 -C5Qh&~W ?/~7\ '|Z 优化过的参数为: GjA;o3( y?M99Vo4? 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
8,6qP[ Au"[2cG 结论: !\8j[QS! quU%9m
\S` 偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 Ajhrsa\~a Db=
iJ68 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。 5_nkN`x kO\(6f2|x 最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 .c+RFX@0 BjJ$I^ oG5JJpLT QQ:2987619807 ab'
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