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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 =P* YwLb cQ:Y@f 9 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。 z5~{WAAI hqEnD 关键词:参数优化,光栅,起偏器,亚波长 l)JNNcej K|"97{*|2 所需工具箱:高级光栅工具箱 fT7Z6$ Oy U[( 相关案例:100.01,101.01 k]J!E-yI8 ;
E Nhy 相关教程和技术说明:Tutorial 101.01, TN.021 {Ac5(li_ >]6inS9 建模任务: aSu6SU BQ&G7V 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。 #bFJ6;g=V VBHDI{HzRv <<xUh|zE 优化目标: P)hZFX 9*AH&/EXth —TE模偏振光的透过率最大化 ROWb:tX} (%\vp**F —TM模偏振光的透过率最小化 YMlnC7?_/ XYBvM] 优化函数: 'QR
@G HM'P<< —最小化TE的透过率 6EHYIN^D fpCkT [&m —最小化偏振度(要求>50:1) ]_8bX}_n :>@6\
_;o)MTw|' m@|0iDS —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 ba=-F4? 9qhX\, h
^qn,b/>L v()
wngn 优化的自由变量为: o\n9(ao ^jY'Hj.Bs —缝宽:10—190mm s-\.j-Sa 4# pn] —光栅深度:20—200nm F XpI-?#E< Ro&s\T+d 优化算法: zv1#PfO@) Z0Tpz2m —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。 J%_m`? —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。 \Lp|S:u >8I?YT. 光路流程图和偏振分析器: pzkl ;"gK m7GM1[?r 偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 +[ +4h}? XI4le=^EM 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。 =5a|'O TLBIM Parameter Run 的全局搜索: .7h:/d
Y: (qf%,F,_L Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。
]Wc:9Zb #FAy
]7/O Parameter Run 设置 xWZ87 {P/5cw 缝宽:10—19nm 步长10nm; 9n(.v} MF7q*f 规划深度:20——200nm 步长10nm; oxs0)B =Nyq1~ 使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 P^wDt14> cip"9|" 在自由参数模块中选择深度和缝宽。 w=dTa5 !$q *~F"S 使用扫描模块进行参数联合调查。 2X:OS/ 优化函数依据迭代次数进行显示: Bl\/q83( nUp, %z[ 左图显示了最小化TE透过率,右图显示了最小化偏振对比度。 <)D)j[ cph&\
V2jt TE透过率和偏振对比度对于不同参数设置已经达到了最大化。 P(n_eIF-f
-&AgjzN! 参数构成: xsPY# SxAZ2|/- 缝宽50nm,规划深度200nm;最小TE透过率72.7%;最小偏振对比度62;TE透过率均匀误差7%; DdI
V~CxD HDV@d^]- 局部参数优化: +7`7cOqXg e-4 Qw#cw 使用局部参数优化的参数优化文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_03”中。 lQkCA- r5 k{mV+ 起始值为:缝宽:50nm,规划深度200nm; _LYI#D E`M, n, 参数和优化函数被严格定义,以便在TE透过率,偏振对比度和TE透过率均匀误差之间找到平衡。 &jbZL5 X(YR).a~ 1N3qMm^ [EdX6 参数定义: ?}mbp4+j[ ,V>7eQt? 规划深度为20-200nm,权重1e20 HVG:q#=C s<GR
? 缝宽10—190nm权重1e20 acPX2B[jJ .%\lYk] 优化函数定义:
KF.d: :iKk"r,2P[ ——TE效率最小值被最大化(全波段) K6..N\7 8<2
[ F ——偏振对比度大于50(全波段) eeix-Wt*E D^!x@I~: ——均匀误差最小化,但对于通用优化函数只具有较低影响。 ,;
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zfm-vU hFLLg|@ 选择下山简法进行局部优化。 A;ti$jy ;7
F'xz" 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。 n/zTS3< ML)5nJD P
{8d. 优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 :m{;<LRV v}>5!* 优化过的参数为: &_Vd Ok*aP+Wq 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% FN>ns, 2B!Bogs 结论: W "}Cfv r ?e''r 偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 f,s1k[w/; *~b}]M700 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。
mRYM, p10i_<J]= 最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 q_GO;-b{ f:!b0j B=,j$uH QQ:2987619807 {*lRI
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