案例315.01:光栅起偏器的参数优化 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。 关键词:参数优化,光栅,起偏器,亚波长 所需工具箱:高级光栅工具箱 相关案例:100.01,101.01 相关教程和技术说明:Tutorial 101.01, TN.021 建模任务: 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。 优化目标: —TE模偏振光的透过率最大化 —TM模偏振光的透过率最小化 优化函数: —最小化TE的透过率 —最小化偏振度(要求>50:1) —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 优化的自由变量为: —缝宽:10—190mm —光栅深度:20—200nm 优化算法: —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。 —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。 光路流程图和偏振分析器: 偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 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。 Parameter Run 的全局搜索: Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 Parameter Run 设置 缝宽:10—19nm 步长10nm; 规划深度:20——200nm 步长10nm; 使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 在自由参数模块中选择深度和缝宽。 使用扫描模块进行参数联合调查。 优化函数依据迭代次数进行显示: 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。 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。 参数构成: 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%; |