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光栅起偏器的参数优化
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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
*/ ~_ 3
cy6lsJ"?
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。
bvK fxAih
G2A^+R0\
关键词:参数优化,光栅,起偏器,亚波长
O~1vX9
B?cn5
所需工具箱:高级光栅工具箱
#@#/M)
2!u4nxZ.
相关案例:100.01,101.01
kDz!v?Z2+B
M+akD
相关教程和技术说明:Tutorial 101.01, TN.021
PSM~10l,
(")IU{>c6
建模任务:
>*hY1@N1
iIe\m V
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。
VX!UT=;
<]jKpJ{3N
;ORT#7CU
优化目标:
/i${ [1
NZ}DbA+g;|
—TE模偏振光的透过率最大化
e95x,|.-_
xMdbS4 &!
—TM模偏振光的透过率最小化
|V 3AA
;U02VguC
优化函数:
Y]ZNAR
HFr#Ql>g
—最小化TE的透过率
U=<d;2N#
*Z+8L*k97
—最小化偏振度(要求>50:1)
Z uh!{_x;
a2{nrGD
UY)e6 Zd
YL$#6d
—使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化
Fjc4[ C
QL<uQ`>(
\sUk71L`j
XpFoSW#K
优化的自由变量为:
Zi0B$3iOb
y2>XLELy
—缝宽:10—190mm
@213KmB.
@bc=O1vX~;
—光栅深度:20—200nm
LV^V`m0#
UJqDZIvC
优化算法:
qM."W=XVN
'q#$^='o
—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。
HW{si]~q
—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。
C Rd1zDB
A[/_}bI|
光路流程图和偏振分析器:
|\1!*Qp
N^G:m~>
偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。
dW32O2@-
:f~[tox
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。
"1<>c/h
O[N}@%HMW
Parameter Run 的全局搜索:
!L+4YA
d:U2b"k=/u
Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。
QWo_Zg0"
0={@GhjApL
Parameter Run 设置
;W/K7}
HG1)q\Xd
缝宽:10—19nm 步长10nm;
y5td o'Ex
q,ry3Nr4n
规划深度:20——200nm 步长10nm;
36NENzK
'^TQ Ubw
使用扫描模块进行所有参数的整合研究。
w3,1ImrXp
0 >
在自由参数模块中选择深度和缝宽。
>O{U4_j@(
x6, #Jp
使用扫描模块进行参数联合调查。
DNP%]{J
优化函数依据迭代次数进行显示:
D!K){E
i; 8""A
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。
l17sJ! I
Ft7{P.g
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。
b'D|p/)m0S
Mw0Kg9M
参数构成:
duCso M/
'nK(cKDIG
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%;
ICJp-
g UfLw
局部参数优化:
/[[_}\xI%
IfGmA.O
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。
h 0EpW5
` ^rN"\
起始值为:缝宽:50nm,规划深度200nm;
m&GxLT6
&\3k(j
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。
Km5#$IiP;
/rKdxsI*
To x{Sk3L
20 j9~+
参数定义:
Q7 dXTS4H
bN Ub
规划深度为20-200nm,权重1e20
7^{M:kYC!
])d_B\)Kck
缝宽10—190nm权重1e20
aoLYw 9
Jj<UtD+
优化函数定义:
[D]9M"L,vQ
^)r^k8y'
——TE效率最小值被最大化(全波段)
ZnX]Q+w
wVI 1sR
——偏振对比度大于50(全波段)
YbMeSU/sX
y"|QY!fK
——均匀误差最小化,但对于通用优化函数只具有较低影响。
yfBVy8Sm
8Ol#-2>k$
#=tWjInm
选择下山简法进行局部优化。
Tgpf0(
*z2G(Uac
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。
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.hYrE5\-
h$#QRH
优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。
<A"T_Rk
LX%K*nlj
优化过的参数为:
f0uzoeL<%
;Up'+[Vj'C
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%
9y BENvq
#Y*?kTF
结论:
7j9:s>D
>900I4]I
偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。
P@gVzx)M
KO`ftz3 +
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。
s "KPTV
L* k[Vc
最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。
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Y\7>>?
QQ:2987619807
R3nCk-Dq
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