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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 Am >b7Z!  
./CD W  
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  
yL23 Nqe  
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  
\cHF V  
建模任务: _TbvQ Y  
 }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'(I6 S:)  
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|$J>  
—使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 9jllW[`2F  
_Bhd@S!  
nE4rB\  
Z*.rv t  
优化的自由变量为: \+<=O`  
.~|[* q\  
—缝宽:10—190mm /`7G7pQ+  
`* cJc6  
—光栅深度:20—200nm )ZpMB  
F`.W 9H3  
优化算法: CH$* =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&V 1  
|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+${_w>pl{  
gN[^ ,u  
优化函数定义: X5=I{eY}  
p,7?rI\N  
——TE效率最小值被最大化(全波段) }w{E<C(M  
.L.9e#?3  
——偏振对比度大于50(全波段) lF\2a&YRbn  
/b410NP5  
——均匀误差最小化,但对于通用优化函数只具有较低影响。 -f"{%<Q  
1tlqw  
?3<Y/Vg%c  
选择下山简法进行局部优化。 7hT@,|(j  
br*PB]dU  
左图显示了最小化TE透过率,右图显示了最小化偏振对比度。 c,}VC-  
}U|Vpgd!  
   v(P <_}G  
优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 _Zxo <}w}y  
TwKi_nh2m  
优化过的参数为: z<8VJZd  
N\Ab0mDOV.  
缝宽:46nm;规划深度200nm;最小化偏振对比度50;TE透过率的均匀误差7% Y /l~R7  
sk@aOv'*(  
结论: As j<u!L  
\ !IEZ  
偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 o 80x@ &A:  
-0<ZN(?|  
Parameter Run允许对参数空间进行全局搜索找到局部参数优化的合适起始点。 xsU3c0wbr8  
3=%G{L16-  
最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 <Ik5S1<h$H  
`)Y 5L}c=  
Jv!f6*&<  
QQ:2987619807
JY3!jtv  
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