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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 ~W+kiTsD? v`zJb00DT 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。 pd;br8yE$@ $79=lEn, 关键词:参数优化,光栅,起偏器,亚波长 8a'.ZdqC? )ZqTwEr@[ 所需工具箱:高级光栅工具箱 Tewb?: a$" Hvrj 相关案例:100.01,101.01 A
'5,LfTu |>27B 相关教程和技术说明:Tutorial 101.01, TN.021 4^~(Mh- Mw p@5`&Em, 建模任务: SB|Qa}62 /1Q(b 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。 2Mmz %S'd (Dl$k Gn E}p&2P+MR 优化目标: s<_)$} 7/f3Z1g —TE模偏振光的透过率最大化 4?7W+/~<& CcFn.omA —TM模偏振光的透过率最小化 3#&7-o EzV96+ 优化函数: db6b-Y{ ie\"$i.98H —最小化TE的透过率 ?$^2Umt0 -Sx\Xi"<o= —最小化偏振度(要求>50:1) 4K\(xd&Q %i-c0|,T4
3`.7<f` S=nzw-(I —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 hKjt'N:~ZY sq[iY
$lIz{ySJv "a1n_>#Fb 优化的自由变量为: dhr3,&+T2 O0No'LVu —缝宽:10—190mm k_q0Q;6w!l ,Bo>E: u —光栅深度:20—200nm y_IM@)1H~ lM{
+!-G, 优化算法: qX
:1^R9yWA4 —使用Parameter run 进行一个全波长的全局搜索使得TE透过率的最大值最小同时使得偏振对比度的最大值最低。全局搜索不是强制的,但是它帮助确定在几个最大值和最小值之间确定优化参数的起始点。 OJzs Q —参数优化使用下山简法(局部优化)和模拟退火法(全局优化)。参数优化使得找到在偏振对比度和TE透过率之间的一种平衡。 9;Ox;;w [4C:r! 光路流程图和偏振分析器: (%xwl T {Uc:Z 偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 &PK\|\\2 @reeO= 对于给定的波长范围,偏振分析器被用来计算相关偏振方向的最大和最小值。并可以计算 和 的反射或透射的最大和最小值。像偏振对比度这样高级的优化函数也可以被计算出来。 Dzs[GAQ] yi%-7[*]= Parameter Run 的全局搜索: p)3U7"q oDYRQozo> Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 UE ,t8j ANSFdc Parameter Run 设置 glXZZ=j +g]yA3 缝宽:10—19nm 步长10nm; mP P`xL?T zs*L~_K 规划深度:20——200nm 步长10nm; yH*6@P4:0= q]N:Tpm9 使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 @kU@N?5e ,NVsn 在自由参数模块中选择深度和缝宽。 GJp85B!PlO %\r!7@Q 使用扫描模块进行参数联合调查。 c#]q^L\x 优化函数依据迭代次数进行显示: <xC#@OZ ? Cg>h 左图显示了最小化TE透过率,右图显示了最小化偏振对比度。 jR#~I@q^ Zg`Mz
_? TE透过率和偏振对比度对于不同参数设置已经达到了最大化。 wqW0v\ _}VloiY 参数构成: ZMLg;-T.&4 i?:_:"^x 缝宽50nm,规划深度200nm;最小TE透过率72.7%;最小偏振对比度62;TE透过率均匀误差7%; YH_7=0EJ %ck]S!}6 局部参数优化: `zt_7MD z,:a8LB#[ 使用局部参数优化的参数优化文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_03”中。 fpN-
o (%o2jroQ# 起始值为:缝宽:50nm,规划深度200nm;
D"ehWLj F]t(%{#W 参数和优化函数被严格定义,以便在TE透过率,偏振对比度和TE透过率均匀误差之间找到平衡。 3LTcEd 0#*#a13 <rL/B
k GMZv RAui 参数定义: u% n*gcY xOHgp=#D 规划深度为20-200nm,权重1e20 Cssl{B dVo.Czyd 缝宽10—190nm权重1e20 pOkLb
# R$Tp8G>j 优化函数定义: IMl!,(6; Iu*^xn ——TE效率最小值被最大化(全波段) MqA`yvQm 13&0rLS ——偏振对比度大于50(全波段) gxMfu?zk" FSbHn{@ ——均匀误差最小化,但对于通用优化函数只具有较低影响。 t/PlcV_M" k8uvNLA)a gOK\%&S] 选择下山简法进行局部优化。 ?cEskafb> .*JA!B 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。 eBO@7F$ \yGsr Bl okFvn; 优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 ~|AwN [ 7 +@qB]Bi< 优化过的参数为: *8tI*Pus KyO8A2'U 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% nbTVU+ )
(Tom9^ 结论: {gaai `H3.,] 偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 =@5x"MOz }O4se"xK 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。 08m;{+|vY K!mOr 最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 aRJ>6Q} LR,7,DH$9' e%>b+Sv QQ:2987619807 CCGV~e+
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