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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 YedipYG9;  
a-A4xL.gm  
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。 9w<_XXQ  
PL2Q!i`[o  
关键词:参数优化,光栅,起偏器,亚波长 ml \yc'  
FbT&w4Um=  
所需工具箱:高级光栅工具箱 nylIP */  
%LaC$w_X  
相关案例:100.01,101.01 ,,-3p#P bw  
w)c#ZJHG  
相关教程和技术说明:Tutorial 101.01, TN.021 OnPLz"-  
L&k$4,Z9  
建模任务: Ji?UG@  
m9i%U   
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。 2PW3 S{Dt  
8o!^ZOmU<  
w3hL.Z,kV  
优化目标: g5HqU2  
I z@x^s  
—TE模偏振光的透过率最大化 !a&F:Fbm  
{oC69n:  
—TM模偏振光的透过率最小化 5~6y.S  
G#M]\)f%  
优化函数: ~x\ Q\Cxp  
?(hQZR 0e  
—最小化TE的透过率 s8O+&^(U  
"N"k8,LH  
—最小化偏振度(要求>50:1) E8 )*HOT_T  
q.tL'  
DEp: vlW@  
   FAGVpO[  
—使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 ,6)y4=8 L  
?5M2DLh~  
P"VLGa  
PQ|x?98  
优化的自由变量为: yXmp]9$  
|pg5m*h  
—缝宽:10—190mm Nd)o1 {I  
f%l#g]]  
—光栅深度:20—200nm AY erz  
FkkB#Jk4  
优化算法: Z@u mbyM  
B75SLK: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。 p0@mumh  
—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。 Y5 pNKL  
t)+dW~g  
光路流程图和偏振分析器: hidweg*7  
j+_75t`AZ  
偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 ]d(}b>gR~(  
wAPdu 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。 (q7mzZY  
2%H( a)  
Parameter Run 的全局搜索: 8h 2?Q  
r}bKVne  
Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 9|DC<Zn&B#  
>{8H==P  
Parameter Run 设置 )2hoO_l:  
k$/].P*!  
缝宽:10—19nm 步长10nm; - d6>  
^5F/=TtE G  
规划深度:20——200nm 步长10nm; 548BM^^"r  
C I0^eaFs  
使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 .? / J  
Aed"J5[a  
在自由参数模块中选择深度和缝宽。 #a:C=GV;4  
F*H}5yBp_:  
使用扫描模块进行参数联合调查。 gd*?kXpt  
优化函数依据迭代次数进行显示: r Y.:}D  
[5-5tipvWp  
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。 '@P[fSQ  
<NO~TBHF  
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。 ^DOcw@Z6HC  
p,/^x~m3a  
参数构成: nm.d.A/]Z  
HVp aVM  
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%; B*7o\~5  
  
N0f}q1S<-A  
局部参数优化: wr(?L7 $+  
&rubA  
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。 PHkvt!uH  
:W"ITY(  
起始值为:缝宽:50nm,规划深度200nm; ,8 seoX^  
O&uOm:/(  
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。 y C#{nUdw  
98"NUT  
Ns_d10rZ.  
b;vO`  
参数定义: Sz&`=x#  
i^(<E0vS  
规划深度为20-200nm,权重1e20 Z)~ 2{)  
&[uGfm+@  
缝宽10—190nm权重1e20 5l#)tX.by  
Yc}b&  
优化函数定义: iuEdm:pW  
{H74`-C)W  
——TE效率最小值被最大化(全波段) $6N. ykJ  
[sBD|P;M  
——偏振对比度大于50(全波段) `4MPXfoBL  
RD^o&VXO  
——均匀误差最小化,但对于通用优化函数只具有较低影响。 (;N_lF0  
vjb{h'v  
 <_~`)t  
选择下山简法进行局部优化。 Nbda P{{  
Ue7~rPdlR  
左图显示了最小化TE透过率,右图显示了最小化偏振对比度。 pH%K4bV)8  
N*#SY$!y  
   bZ)Jgz  
优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 Nf1l{N  
'@FKgy;B)-  
优化过的参数为: z3,z&Ra  
JG `QJ%  
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% /dAIg1ra  
P06K0Fxf  
结论: tF 4"28"h  
A+'j@c\&!  
偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 dFlx6H+R!0  
<q|19fH-5  
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。 iiu\_ a=0b  
][Kj^7/  
最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 )9$Xfq/  
8mi IlB  
*m2:iChY  
QQ:2987619807
PQ j_j#0  
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