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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 yauvXosX "4Nt\WQ 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。 ^
9sjj jdN`mosJ 关键词:参数优化,光栅,起偏器,亚波长 =wJX0A| }\f0 A- 所需工具箱:高级光栅工具箱 mv><HqDL1 qK+5NF| 相关案例:100.01,101.01 b>W%t sKWfXCd 相关教程和技术说明:Tutorial 101.01, TN.021 s~>}a B~mj 8l4 建模任务: wzA$'+Mb aXVFc5C\ 平面波入射周期为200nm的镀铬线性矩形光栅,基底为融石英,产生TE模的起偏。 zA 3_Lx! dr(*T ks tIgcI
优化目标: GyIV
Hby @~e5<:|5# —TE模偏振光的透过率最大化 ~[ jQ!tz f3;5Am —TM模偏振光的透过率最小化 mw!F{pw 7pd$\$ 优化函数: s7<AfaJPF /z!%d%" —最小化TE的透过率 w]H->B29C H|*m$|$, —最小化偏振度(要求>50:1) 8}[).d160 XSDpRo
}EPY^VIw 0@(&eH= —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 |>Vb9:q9Po $`c:&
vdZW%-A&\ m*pJBZxd 优化的自由变量为: 2T35{Q!=F 8y L Y —缝宽:10—190mm Z r8*et f 2.HF@ —光栅深度:20—200nm uD'6mk* h\o.&6sd 优化算法: bsX[UF QY/w —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。 UpG~[u)%@ —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。 $X6h|?3U, Ie_wHcM< 光路流程图和偏振分析器: t!XwW$@ WLT"ji0w2 偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 (e~N q WMdg1J+~ 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。 vQCy\Gi j_AACq
{. Parameter Run 的全局搜索: TDh5lI
e=
AKD# Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 fex@,I&
kj_c%T
]/ Parameter Run 设置 fu5=k:/c WcAkCH!L 缝宽:10—19nm 步长10nm; b;n[mk
! mHO$bQ" 规划深度:20——200nm 步长10nm; ]esC[r]PJ }tz7b# 使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 C _Dn{ wT@og|M 在自由参数模块中选择深度和缝宽。 &8H'eAA Cye.gsCT 使用扫描模块进行参数联合调查。 6Oq7#3] 优化函数依据迭代次数进行显示: )e{aN+ Da|z"I
x 左图显示了最小化TE透过率,右图显示了最小化偏振对比度。 oU8q o-J1H KoT\pY^7\ TE透过率和偏振对比度对于不同参数设置已经达到了最大化。 ^c|/*u kmW4:EA% 参数构成: s<Ziegmw|g ;p//QJB9 缝宽50nm,规划深度200nm;最小TE透过率72.7%;最小偏振对比度62;TE透过率均匀误差7%; c)J%`i$ ]Um/FA W 局部参数优化: 9w"*y#_ j%kncGS 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。 Nb\4 /;# K1KreYlF 起始值为:缝宽:50nm,规划深度200nm; By|4m Xvu(vA 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。 &d!GImcxQ )5,v!X) a(nlTMfu -RwE%cr 参数定义: \e*]Ls#jS .*oU]N%K= 规划深度为20-200nm,权重1e20 ]^E?;1$f? ye&;(30Oq 缝宽10—190nm权重1e20 kVgTGC"L= FPz9N@M%Q 优化函数定义: P:c w|Q 54T`OE
= ——TE效率最小值被最大化(全波段) Hl"N} +(Ae4{z"1+ ——偏振对比度大于50(全波段) 0mE 0 j [0!( xp^ ——均匀误差最小化,但对于通用优化函数只具有较低影响。 y(#e}z: ZK,G v B#A6v0Ta 选择下山简法进行局部优化。 |Cv!,]9:r @d'j zs 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。 p K*TE5] N~Jda
o 3]Ct6 优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 Txu/{M, $Sq:q0 优化过的参数为: |yCMt:Hk * 4'"2" 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% J.a]K[ci *dQSw)R 结论: F9PxSk_\9 ,tFg4k[ 偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 &C}*w2]0S 4#D,?eA7 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。 00(\ZUj F?0Ykjh3 最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 Yy8g(bU Rq -ZL{LR7 VbYdZCC QQ:2987619807 LVyyO3e
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