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2021-01-06 09:50 |
光栅起偏器的参数优化
案例315.01:光栅起偏器的参数优化 7@%qm|i>w a1y<Y`SC9 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。 ]vvA]e %UrNPk 关键词:参数优化,光栅,起偏器,亚波长 N%}J:w BVNJas 所需工具箱:高级光栅工具箱 nPdkvs ^tGAJ_b79 相关案例:100.01,101.01 qnboXGaFu &qG/\ 相关教程和技术说明:Tutorial 101.01, TN.021 T`":Q1n "Gp Tmu? 建模任务:
8sG?|u ?Y3i-jY 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。 4@3 \Ihv Dg.~"h5mT BInSS*L 优化目标: py:L-5 .1RQ}Ro,< —TE模偏振光的透过率最大化 4X]/8%]V iL);bv W —TM模偏振光的透过率最小化 [mu8V+8@d4 JCnHEH 优化函数: Y4 z P|@[D=y —最小化TE的透过率 @i!+Z pI-Qq%Nwt —最小化偏振度(要求>50:1) -Yse^(^"s )VkVZf | S
^3$U[u%q/{ `WOoC —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 X-((
[A s(3u\#P
:JG5)H}j+ F\xIVY 优化的自由变量为: -LRx}Mb9 X}(X\rp —缝宽:10—190mm "$farDDoF yZ,pH1 —光栅深度:20—200nm >8I~i:hn :?zq! 优化算法: G<-KwGy,D k1xx>=md|C —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。 .:}<4;Qz94 —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。 HJN GO[*g wi7Br&bGi 光路流程图和偏振分析器: ai$l7]7 #)7`}7N 偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 sx=1pnP9` ,\"x#Cc f 对于给定的波长范围,偏振分析器被用来计算相关偏振方向的最大和最小值。并可以计算 和 的反射或透射的最大和最小值。像偏振对比度这样高级的优化函数也可以被计算出来。 RNw#sR W`9{RZ' Parameter Run 的全局搜索: "rLm)$I }EwE#sZ# Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 1q!k#Cliu *
cW%Q@lit Parameter Run 设置 4bGvkxZo`$ eK1l~W% 缝宽:10—19nm 步长10nm; O713'i rBmW%Gv 规划深度:20——200nm 步长10nm; 0Sd>*nC 4z5qXI/<m4 使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 >oJabR Fz(;Eo3 在自由参数模块中选择深度和缝宽。 6Zn[l,\ cI8\d 4/py 使用扫描模块进行参数联合调查。 n$SL"iezW? 优化函数依据迭代次数进行显示: oQ]FyV i=n;rT 左图显示了最小化TE透过率,右图显示了最小化偏振对比度。 PU.j(0 8/R$}b>< 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。 Z1q<) O1QX >x6\A7 参数构成: <Rw2F?S~)n s-Gd{=%/q 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%; )fXw ~ 2( GYk 局部参数优化: 1VFCK& 6)YckxN^ 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。 n%36a(]
t TxQsi"0c 起始值为:缝宽:50nm,规划深度200nm; 0N!rIz a] c03$f K 参数和优化函数被严格定义,以便在TE透过率,偏振对比度和TE透过率均匀误差之间找到平衡。 h~sTi THOYx :Nr; 2<J2#}+\ D]iyr>V6' 参数定义: P|ibUxSA~, [AFR \{ 规划深度为20-200nm,权重1e20 Adiw@q1& k}g4? 缝宽10—190nm权重1e20 zwQ#Yvd ]]r;}$ 优化函数定义: [Y`E"1f2 g ;
-3 ——TE效率最小值被最大化(全波段) !sI^Lh,Y Ew.6y=Ba ——偏振对比度大于50(全波段) Fg
p|gw4 ImB5F'HI$ ——均匀误差最小化,但对于通用优化函数只具有较低影响。 ]:F!h2 @Zhd/=2[ voRb>xF 选择下山简法进行局部优化。 EFtn!T yZ=O+H 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。 _
j'm2BAO {C]tS5$Z w
`d9" n 优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 D{d%*hlI 3 ]!"7k_ 优化过的参数为: 4!ZT_q PS!or!m 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% hd/'>]
FnOahLS 结论: 6,1oLvU e+#k\x 偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 By[M|4a /ioBc}] 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。 W4P\HM>2 k]-Q3V 最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 `DGI|3 7$0bgWi yoieWnL} QQ:2987619807 g 6?y{(1
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