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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 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  
<=uYfi3,  
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=\  
>rnVT K  
—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"_X W no  
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)Jtm oL  
?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) $8^Hk xy  
==Gc%  
——均匀误差最小化,但对于通用优化函数只具有较低影响。 }[0nTd  
jAJ='|[X\  
DrRK Sc(u9  
选择下山简法进行局部优化。 {f06Ki  
O9ex=m `L  
左图显示了最小化TE透过率,右图显示了最小化偏振对比度。 qS?o22  
.Fb#j+Lq  
   vQWmHv\P  
优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 (j}7|*.  
y3~=8!Tj?Q  
优化过的参数为: =rKJJa N  
.n:Q~GEL  
缝宽:46nm;规划深度200nm;最小化偏振对比度50;TE透过率的均匀误差7% Ny^ 1#R  
\Qml~?$@lH  
结论: 9r%fBiSk  
OG$n C  
偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 , Ckcc  
o.KnDY  
Parameter Run允许对参数空间进行全局搜索找到局部参数优化的合适起始点。 EN m%(G$  
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  
Ow 0>qzTg  
U4XW Kwq  
QQ:2987619807
vF\>;pcT  
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