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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 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 =wJX 0A|  
} \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  
sKWfX Cd  
相关教程和技术说明:Tutorial 101.01, TN.021 s~>}a  
B~mj 8l4  
建模任务: wzA$'+Mb  
aXVFc5C\  
平面波入射周期为200nm的镀铬线性矩形光栅,基底为融石英,产生TE模的起偏。 zA 3_Lx!  
dr(*T  
kstIgcI  
优化目标: GyIV Hby  
@~e5<:|5#  
—TE模偏振光的透过率最大化 ~[ jQ!tz  
f3;5Am  
—TM模偏振光的透过率最小化 mw!F{pw  
7pd$\$  
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:&  
vd ZW%-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: b sX[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~Nq  
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$bQ"  
规划深度:20——200nm 步长10nm; ]esC[r]PJ  
}tz7b#  
使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 C_Dn{  
wT@og|M  
在自由参数模块中选择深度和缝宽。 &8H'eAA  
Cy e.gsCT  
使用扫描模块进行参数联合调查。 6Oq 7#3]  
优化函数依据迭代次数进行显示: )e{aN+  
Da|z"I x  
左图显示了最小化TE透过率,右图显示了最小化偏振对比度。 oU8q o-J1H  
KoT\pY^7\  
TE透过率和偏振对比度对于不同参数设置已经达到了最大化。 ^c|/*u  
kmW4:EA%  
参数构成: s<Ziegmw|g  
;p//QJB9  
缝宽50nm,规划深度200nm;最小TE透过率72.7%;最小偏振对比度62;TE透过率均匀误差7%; c)J%`i$  
  
]Um/FAW  
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 |4 m  
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  
54 T`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。 pK*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
LVy yO3e  
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