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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 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 m l
\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#Pbw 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。 2PW3S{D t 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@ FA GVpO[ —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 AYerz FkkB#Jk4 优化算法: Z@umbyM 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。 Y5pNKL 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: 8h2?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: rY.:}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 HVpaVM 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; ,8seoX^ 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"N UT 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& | |