光栅起偏器的参数优化

0'~b<>G%   案例315.01：光栅起偏器的参数优化 YJ6vyG>%C   2E1TJ.[BS   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。 Q)}\ 4&4   oF6MV&q/   关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 V[bc-m   q}1$OsM   所需工具箱：高级光栅工具箱 UQdQtj1'   JZnWzqFw   相关案例：100.01,101.01 OLR1/t`V   ( gFA? aD<   相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 Z{CL!   =Fs LF   建模任务： ^+wz m2i   :cEe4a   平面波入射周期为200nm的镀铬线性矩形光栅，基底为融石英，产生TE模的起偏。 ?7p| F^   [:=[QlvV   Kk(u cO   优化目标： G JuD :   #<e7 Y0   —TE模偏振光的透过率最大化 v}Nx *%   JS:lysu   —TM模偏振光的透过率最小化 H'`(|$:|   3"hR:'ts   优化函数： A-u5   0X-2).nu   —最小化TE的透过率 (qP$I:Q4]v   U;xWW9   —最小化偏振度（要求＞50:1） *u>\&`h=   prs<ZxbQb   |G@)B!>      :Ir:OD#o   —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 eEh0T%9K   !U!E_D.O   <`*P/V   DQICD.X6R   优化的自由变量为： >PVi 3S   Ju[`Qw`I   —缝宽：10—190mm #G=QL(f>/   6V?RES;X   —光栅深度：20—200nm 7jbmw<d)9   1c"m$)a4   优化算法： z{jAt6@7   ~ 7Nyi dV;   —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。 p4EItRZS   —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。 g DG m32   kf!/9   光路流程图和偏振分析器：  a0.3$   +" cyOC   偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 {wXN kq   K@~#Gdnl   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。 \KXEw2S   E|;5Z*   Parameter Run 的全局搜索： ^ks^9*'|j   z=_{jjs   Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 ;T+U&U0d|   JJ0 CM:xe   Parameter Run 设置 1@S6[&_   B[B<U~I}   缝宽：10—19nm 步长10nm； ~&3"Mi&>`   5(7MQuRR   规划深度：20——200nm 步长10nm； f{c[_OR   y(   使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 'aP*++^   faOWhIG   在自由参数模块中选择深度和缝宽。 [5*-V^m2   U(=9& c@]   使用扫描模块进行参数联合调查。 m=,c,* >   优化函数依据迭代次数进行显示： 786_QV   5l/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。 Z*>/@J}   pQ:P wyU   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。 ^!F5Cz 48   cgXF|'yI&l   参数构成： i!oj&&   F'$S!K58   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%；

;6txTcn`=   \g1@A"   Q9xx/tUW   ~o'#AP#N~      uEGPgYY(   局部参数优化： sLi//P?:t   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。 ~yH>Ko9F}   起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； +Z<Q^5w@   '  VEr4&   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。 NVqC|uEAF      H"rzRd;S   ~)a;59<$   参数定义： n= o'ocdS)   规划深度为20-200nm，权重1e20 =&VXn{e   缝宽10—190nm权重1e20 n_n|^4w   Gb|}Su   优化函数定义： J-\?,4mcP   ——TE效率最小值被最大化（全波段） #"8[8jyV   SKpPR;=q|:   ——偏振对比度大于50（全波段） }`N2ZxC0AQ   ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 6_5d   U%t/wq   }j(2Dl   选择下山简法进行局部优化。 _=*tDa   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。 :6j :9lYL2   GP[r^Z      优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 JD{MdhhV   ,ANK3n\   优化过的参数为： 4JZHjf0M6   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% YqSXi~.   结论： R=?po=   偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 ff}a <w   U\Ar*b)/T   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。 -yAnn   最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。