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infotek 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 MZ-;'w&Z  
|gP)lR  
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。 % R25,  V  
Ib{l$#  
关键词:参数优化,光栅,起偏器,亚波长 (:`4*xK  
*~U.36  
所需工具箱:高级光栅工具箱 W$SV+q(rT  
lqL5V"2Y  
相关案例:100.01,101.01 {S9gOg  
JkT!X  
相关教程和技术说明:Tutorial 101.01, TN.021  ov,  
L%5y@b{AR  
建模任务: \-6y#R-B  
IO"P /Q  
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。 T5ky:{Y(  
F)Q[ cai  
BV>9U5  
优化目标: Tr:@Dv.O  
!J#P 'x0  
—TE模偏振光的透过率最大化 _[-MyUs  
?#:']q  
—TM模偏振光的透过率最小化 Bl6I@w  
2 SD Z  
优化函数: E.NfVeq  
,"#nJC  
—最小化TE的透过率 ^K1mh9O  
r`6f  
—最小化偏振度(要求>50:1) @^YXE,  
Ay qs~&{  
x  zF  
   >\pF5a`  
—使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化  gvo98Id  
Y#V(CIDe  
H#hpaP;  
E`^ D9:3:)  
优化的自由变量为: AU`z.Isf  
a1I-d=]  
—缝宽:10—190mm L,#YP#O,j  
7i xG{yu  
—光栅深度:20—200nm PP'5ANK  
Vfy@?x= &  
优化算法: 13v`rK`7o  
Eb9h9sjv  
—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。 !=.y[Db=  
—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。 LA\3 ,Uv  
}6%\/d1~ 6  
光路流程图和偏振分析器: bIBF2m4  
Jf7H;ZM<  
偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 W9c&"T9JT  
dba_(I~y  
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。 (&Q!5{$W  
jmq^98jB  
Parameter Run 的全局搜索: -wC}JVVcK  
~$4(|Fq/  
Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 [olSgq!3  
{N{eOa<HA  
Parameter Run 设置 `&fW<5-  
3 I%N4K4  
缝宽:10—19nm 步长10nm; 2&:z[d}~H  
[|*7"Q(  
规划深度:20——200nm 步长10nm; lW#2ox  
ceks~[rP  
使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 Wkk(6gS,  
ZyNgG9JL]  
在自由参数模块中选择深度和缝宽。 A ?V-Sz#  
)^qXjF  
使用扫描模块进行参数联合调查。 Q Rr9|p{  
优化函数依据迭代次数进行显示: N@<-R<s^  
#| g h  
左图显示了最小化TE透过率,右图显示了最小化偏振对比度。 Ofoh4BL'1@  
v:74iB$i/C  
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。 6 .?0 {2s  
_I'k&R  
参数构成: mpwh=  
T^7}Qs9  
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%; 4NaT@68p  
  
1nvT={'R  
局部参数优化: R1Rk00Ow:  
F)eP55C6  
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。 *< fJgc"3  
m!<FlEkN  
起始值为:缝宽:50nm,规划深度200nm; FG71<}C[K  
lAA6tlc#C  
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。 =(TMcu$4`  
s@%>  
[=cbzmX[  
X[<#B5  
参数定义: m$_l{|4z  
.7Qqs=Au  
规划深度为20-200nm,权重1e20 2,I]H'}^  
s-SFu  
缝宽10—190nm权重1e20 SufM ~9Ll  
45%D^~2~F  
优化函数定义: INk|NEX  
(?,jnnub  
——TE效率最小值被最大化(全波段) ircL/:  
IR2Qc6+{  
——偏振对比度大于50(全波段) TZ n2,N  
6_yatq5c  
——均匀误差最小化,但对于通用优化函数只具有较低影响。 tNZZCdB  
Kt]vTn7!9  
P $ h) Y  
选择下山简法进行局部优化。 L* 6<h  
n3U| d+  
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。 &dw=jHt  
9$[MM*r  
   9w&CHg7D i  
优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 ]-X\n  
gV:0&g\v  
优化过的参数为: IJPyCi)  
+",`Mb  
缝宽:46nm;规划深度200nm;最小化偏振对比度50;TE透过率的均匀误差7% (A}c22qe  
?0z/i^I  
结论: TOP,]N/F H  
6b` Jq>v  
偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 >U4bK^/Bp  
b/#<::D `  
Parameter Run允许对参数空间进行全局搜索找到局部参数优化的合适起始点。 fD_3lbiL(  
BjjuZN&  
最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 /K+;HAUTn  
4>Q] \\Lc  
dKchQsgCg  
QQ:2987619807
~<Wa$~oY  
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