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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 4zug9kFK :!ya&o 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。 Cs,H#L )G? qX.D 关键词:参数优化,光栅,起偏器,亚波长 !xM5
A[f s}D>.9 所需工具箱:高级光栅工具箱 H=r-f@EOrI <=uYfi 3, 相关案例:100.01,101.01 .8hI
ad Mf}M/Fh 相关教程和技术说明:Tutorial 101.01, TN.021 G=dzP}B'WA 6Rd4waj_,U 建模任务: 9
_d2u# M[uWX= 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。 IRdt:B|@ ON ?Y
Df `]Bb0h1![ 优化目标: =;}W)V|X)S (!j#u)O —TE模偏振光的透过率最大化 ~j0rORy] v
gN!9 —TM模偏振光的透过率最小化 IThd\#= @KG0QHyiU 优化函数: :Pud%}' n ]ikc| —最小化TE的透过率 @@EI=\ >rnVTK —最小化偏振度(要求>50:1) 74s{b]jN'- _|HhT^\P
"LyD }d$-:l,w —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 R>'
%}|v/ h}b:-a
<@<rU:o=V =x~I'|%3 优化的自由变量为: >rG>Bz^Pu 9&Y@g)+2 —缝宽:10—190mm !Sq<_TO :_{8amO —光栅深度:20—200nm Fu7:4+ }r}*=;Ea 优化算法: GAGS-G# Iq$| ?MH
—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。 3"fDFR —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。 !iXRt" ) _1"
ecaA 光路流程图和偏振分析器: |diI(2w L"_XWno 偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 +9)JtmoL ?H{[u rLn 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。 +X?ErQm &$"#hGg Parameter Run 的全局搜索: "gJ?LojB < b
F=MQ Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 8-$t7bV5 'o$j~Mr Parameter Run 设置 Ik G& ZR.k' 缝宽:10—19nm 步长10nm; 0.GFg${v` ,0l
Od< 规划深度:20——200nm 步长10nm; \Lx=iKs< =bKDD<( 使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 'K[ml ?_ 1HJ:
?] 在自由参数模块中选择深度和缝宽。 oOFTQB_6 FaHOutP 使用扫描模块进行参数联合调查。 (f/(q-7VWt 优化函数依据迭代次数进行显示: |}"YUk^ @!ChPl 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。 M!&Hn,22 Met?G0[ 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。 'u,|*o D:P(; 参数构成: hCxg6e<[ x6ghO-s 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%; ">V&{a-C4 .jrNi=BP* 局部参数优化: SX4*804a_ XM'tIE+| 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。 Z)!8a$M~ CS^6$VL7e 起始值为:缝宽:50nm,规划深度200nm; [6GYYu\ ly0R'4j \ 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。 1M ?BSH{ r. 82RoG?G T"wg/mT x}G:n[B7_V 参数定义: "t|)Kl >?g@Nt8 规划深度为20-200nm,权重1e20 i_qY=*a?y *WE8J#]d 缝宽10—190nm权重1e20 CmEqo;Is RpdUR*K9x 优化函数定义: 41
F;X{Br {C |R@S ——TE效率最小值被最大化(全波段) y)kxR 6w.E Sm ——偏振对比度大于50(全波段) $8^Hkxy ==Gc% ——均匀误差最小化,但对于通用优化函数只具有较低影响。 }[0nTd jAJ='|[X\ DrRK Sc(u9 选择下山简法进行局部优化。 {f06Ki O9ex=m `L 左图显示了最小化TE透过率,右图显示了最小化偏振对比度。 qS?o22 .Fb#j+Lq vQWmHv\P 优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 (j}7|*. y3~=8!Tj?Q 优化过的参数为: =rKJJa N .n:Q~GEL 缝宽:46nm;规划深度200nm;最小化偏振对比度50;TE透过率的均匀误差7% Ny^ 1#R \Qml~?$@lH 结论: 9r%fBiSk OG$n C 偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 ,Ckcc o.Kn DY Parameter Run允许对参数空间进行全局搜索找到局部参数优化的合适起始点。 EN m%(G$ 5lsslE+:J 最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 -K|1w'E Ow0>qzTg U4XW
Kwq QQ:2987619807 vF\>;pcT
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