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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 ~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$@  
$79=lEn,  
关键词:参数优化,光栅,起偏器,亚波长 8a'.ZdqC?  
)ZqTwEr@[  
所需工具箱:高级光栅工具箱 Te wb?:  
a$"Hvrj  
相关案例:100.01,101.01 A '5,LfTu  
| >27 B  
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$kGn  
E}p&2P+MR  
优化目标: s<_)$}  
7/f3Z 1g  
—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\"$i.98H  
—最小化TE的透过率 ?$^2Umt 0  
-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。 OJ zs 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; mPP`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。 wqW 0v\  
_}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 RAu i  
参数定义: u% n*gcY  
xOHgp=#D  
规划深度为20-200nm,权重1e20 Css l{B  
dVo.Czyd  
缝宽10—190nm权重1e20 pOkLb #  
R$Tp8G>j  
优化函数定义: IMl!,(6;  
Iu *^xn  
——TE效率最小值被最大化(全波段) MqA`yvQm  
13&0rLS  
——偏振对比度大于50(全波段) gxMfu?zk"  
FSb Hn{@  
——均匀误差最小化,但对于通用优化函数只具有较低影响。 t/PlcV_M"  
k8uvNLA)a  
gOK\%&S]  
选择下山简法进行局部优化。 ?cEskafb>  
.*JA!B  
左图显示了最小化TE透过率,右图显示了最小化偏振对比度。 eBO@7F$  
\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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