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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 Am >b 7Z! ./CDW 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。 SgQ(#y|vV yL23Nqe 关键词:参数优化,光栅,起偏器,亚波长 )hD77(c qU ,{jD$ 所需工具箱:高级光栅工具箱 |J~A )Bw? AH^ud*3F 相关案例:100.01,101.01 `6v24?z qCm8R@ 相关教程和技术说明:Tutorial 101.01, TN.021 E*L5D4Kw \cHFV 建模任务: _TbvQY }D!o=Mg^ 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。 O:#/To' #r@>.S=U] Qa"4^s 优化目标: {z@a{L:SC }&^1")2t —TE模偏振光的透过率最大化 dlwOmO'Bm) 8o466m6/ —TM模偏振光的透过率最小化 A"IaFXB zT'(I6S:) 优化函数: <m%ZDOMa "j=E8Dd} —最小化TE的透过率 CT(HTu |wyua@2 —最小化偏振度(要求>50:1) 5IbCE.>iU L8KaK
u`pw'3hY 1|$J> —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 9jllW[`2F _Bhd@S!
nE4rB\ Z*.rv t 优化的自由变量为: \+<=O` .~|[*
q\ —缝宽:10—190mm /`7G 7pQ+ `*cJc6 —光栅深度:20—200nm )ZpMB F`.W 9H3 优化算法: CH $*=3M kE1k@h#/ —使用Parameter run 进行一个全波长的全局搜索使得TE透过率的最大值最小同时使得偏振对比度的最大值最低。全局搜索不是强制的,但是它帮助确定在几个最大值和最小值之间确定优化参数的起始点。 >bg{ —参数优化使用下山简法(局部优化)和模拟退火法(全局优化)。参数优化使得找到在偏振对比度和TE透过率之间的一种平衡。 G'Uq595'- Bd[H@oKru 光路流程图和偏振分析器: ^CB@4$! J,k.*t: 偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 6ciA|J'MR Ee=!bv(%70 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。 +xNq8yS P,k=u$ Parameter Run 的全局搜索: ZC)m&V1 |Rb8/WX Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 aQV? }
TrBtTqH) Parameter Run 设置 |j4;XaG) 0I*{CVTQj 缝宽:10—19nm 步长10nm; 'N/u<`) h-\+# .YP 规划深度:20——200nm 步长10nm; 5w</Ga && WEBQ 使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 +KIFLuL L"(
{6H 在自由参数模块中选择深度和缝宽。 Tlk!6A: J$,bsMIX 使用扫描模块进行参数联合调查。 I1JF2 "{c 优化函数依据迭代次数进行显示: dRBWJ/ 1T au/5` 左图显示了最小化TE透过率,右图显示了最小化偏振对比度。 4K
>z?jd D*ZswHT{y TE透过率和偏振对比度对于不同参数设置已经达到了最大化。 V|pO";%>, )yS8(F0 参数构成: l$C
Y
gm %5j*e 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%; ~P"o_b6,k 9M@,BXOt 局部参数优化: {%6g6?=j G1wJ]ar 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。 ^[b DE0 &cy<"y 起始值为:缝宽:50nm,规划深度200nm; "FLiSz%ME &,$N|$yK}| 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。 _[N*k" ^_uCSA'X p-,Bq!aG$ -K6y#O@@ 参数定义: V/yj.aA*@ |q
Pu*vR 规划深度为20-200nm,权重1e20 k!d<2Qp W i ~rb-~o 缝宽10—190nm权重1e20 p+${_w>pl{ gN[^ ,u 优化函数定义: X5=I{eY} p,7?rI\N ——TE效率最小值被最大化(全波段) }w{E<C(M .L.9e#?3 ——偏振对比度大于50(全波段) lF\2a&YRbn /b410NP5 ——均匀误差最小化,但对于通用优化函数只具有较低影响。 -f"{%<Q 1tl qw ?3<Y/Vg%c 选择下山简法进行局部优化。 7hT@,|(j br*PB]dU 左图显示了最小化TE透过率,右图显示了最小化偏振对比度。 c, }VC- }U|Vpgd! v(P <_}G 优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 _Zxo<}w}y TwKi_nh2m 优化过的参数为: z<8VJZd N\Ab0mDOV. 缝宽:46nm;规划深度200nm;最小化偏振对比度50;TE透过率的均匀误差7% Y /l~R7 sk@aOv'*( 结论: Asj<u!L \!IEZ 偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 o 80x@ &A: -0<ZN(?| Parameter Run允许对参数空间进行全局搜索找到局部参数优化的合适起始点。 xsU3c0wbr8 3=%G{L16- 最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 <Ik5S1<h$H `)Y 5L}c= Jv!f6*&< QQ:2987619807 JY3!jtv
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