光栅起偏器的参数优化

T[g[&K1Y   案例315.01：光栅起偏器的参数优化 zo4qG+>o   f,kZ\Ia'r   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。 +nJgl8'^y   e?8HgiP-   关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 4b98KsYg   6">+ ~ G   所需工具箱：高级光栅工具箱 ;wz^gdh;   Z$/xy"   相关案例：100.01,101.01 "eB$k40-   tFp Ygff<   相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 xdp`<POn%   0Ziw_S\d&s   建模任务： K/IWH[   @$[?z9ck"   平面波入射周期为200nm的镀铬线性矩形光栅，基底为融石英，产生TE模的起偏。 \1D<!k\S   6WXRP;!Q   &L'Dqew,*   优化目标： U:^PC x`   W\d{a(*   —TE模偏振光的透过率最大化 "@iK' c^   g/CSGII T   —TM模偏振光的透过率最小化 `p2+&&]S   &,{fw@#)_   优化函数： ;$.J3!    /_I]H   —最小化TE的透过率 nn@-W]   -p]1=@A<}   —最小化偏振度（要求＞50:1） oX30VfT   ,!#*GZ.ix   _Kl_61k      c;Pe/d   —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 6-$jkto   VVac:   mr*JJF0Z   /Z'L^L %R   优化的自由变量为： v+46QK|I&   WrQDX3   —缝宽：10—190mm HK,cJahq   [>8}J"   —光栅深度：20—200nm BJ$9vbhZN   j* so9M6|c   优化算法： 6#7Lm) g8   ,':fu   —使用Parameter run 进行一个全波长的全局搜索使得TE透过率的最大值最小同时使得偏振对比度的最大值最低。全局搜索不是强制的，但是它帮助确定在几个最大值和最小值之间确定优化参数的起始点。 \2N!:%k   —参数优化使用下山简法（局部优化）和模拟退火法（全局优化）。参数优化使得找到在偏振对比度和TE透过率之间的一种平衡。 e!N:,`R 5   3!XjtVhK?I   光路流程图和偏振分析器： >s>1[W@*   Ugu[|,   偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 LlX{#R   _=_Px@<Q   对于给定的波长范围，偏振分析器被用来计算相关偏振方向的最大和最小值。并可以计算 和 的反射或透射的最大和最小值。像偏振对比度这样高级的优化函数也可以被计算出来。 ~zCEpU|@N   ]m g)Q:d,   Parameter Run 的全局搜索： 5na~@-9p   S?1AFI9{    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 *scVJ   KHe=O1 %QO   Parameter Run 设置 >7lx=T x   @$S+Ne[<   缝宽：10—19nm 步长10nm； K28+]qy[   I4/8 _)b^   规划深度：20——200nm 步长10nm； 27 ]':A4_   ;X?}x%$   使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 CtyoHvw+M   /oR0+sH]   在自由参数模块中选择深度和缝宽。 R.jIl@p    X 0WJBEE   使用扫描模块进行参数联合调查。 =XA;[PVx:#   优化函数依据迭代次数进行显示： >80;8\   ii[F]sR\   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。 .AR#&mL9   o3Yb7h9   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。 wQqb`l7+   ]op}y0   参数构成： jN{Xfjmfv   f[<m<I   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%；

0Vlk;fIh   ?I6fye7   od IV:(   E@@5BEB ~      "$#xK|t   局部参数优化： <e Th   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。 pWy=W&0~qf   起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； XC4X-j3   {IxA)v-`   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。 .z]Wyx&/U      3.|S   S=5<^o^h3   参数定义： S{]x   规划深度为20-200nm，权重1e20 ,F79xx9ufg   缝宽10—190nm权重1e20 "S8uoSF`>   2)G %)'   优化函数定义： ^N7e76VwR   ——TE效率最小值被最大化（全波段） =d".|k   z_F-T=_   ——偏振对比度大于50（全波段） >"|B9Woc   ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 gRCdY8GH   't1ax^-g   JSkLEa~<   选择下山简法进行局部优化。 kh {p%<r{   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。 I9/W;# *~   &+cEV6vb+      优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 NG--6\   TT2d81I3m   优化过的参数为： J3e96t~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% H<VTa? n   结论： Kf>A\l^X7   偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 S]bmS6#   Lhl]g^SN   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。 n!NS(.o   最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。