光栅起偏器的参数优化

mf~ Lzp   案例315.01：光栅起偏器的参数优化 aulaX/'-_   QglYU   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。 :SQLfOQ   w. vY (s   关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 tNYJQ   Z3Gm   所需工具箱：高级光栅工具箱 jvWI_Fto   :;<\5Oy ^   相关案例：100.01,101.01 @n>{&^-c   tgK x4   相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 w Ya0hNd   ?U$}Rsk{#   建模任务： `M,Nd'5&|   #,)PN @P   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。 $u&|[vcP0   phe"JNML   ujow?$&   优化目标： n~9 i^   U~Xf=f_Q$   —TE模偏振光的透过率最大化 X+d&OcO=q   ,v|CombIc.   —TM模偏振光的透过率最小化 FSFFk~   Bmmb   优化函数： u1wg C#   { _-wG3f|   —最小化TE的透过率 >@z d\}@W   "h QV9 [2\   —最小化偏振度（要求＞50:1） HKM~BL "X   !+5C{Hs2   a (P^e)<      P4i3y{ $V   —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 NYGmLbq   l&vm[3   O{Dm;@J-aM   i1tVdbC]   优化的自由变量为： S_ZLTcq<1   zUNH8=U   —缝宽：10—190mm uAc@ Z-   G OH   —光栅深度：20—200nm ^}>zYt   ,I/2.Q})[   优化算法： !-F^VGD(8   -3u@hp_   —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。 %3ou^mcj   —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。 2%`^(\y   OiYNH~hv   光路流程图和偏振分析器： mJSK; @w<O   E(7@'d{o   偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 mx:J>SPA8   +SAk:3.#CV   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。 ~?2rGE   xX[?L9RGz   Parameter Run 的全局搜索： 2f`WDL   71JM [2   Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 iTj"lA   ,}eRnl \   Parameter Run 设置 ,:Rft   )>-77\   缝宽：10—19nm 步长10nm； x-w`KFS   R.91v4J   规划深度：20——200nm 步长10nm； JZWgr&O<   MFf05\aDu   使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 hO5K \QnRL   i7i|370   在自由参数模块中选择深度和缝宽。 Uc_'3| e   \Oi5=,   使用扫描模块进行参数联合调查。 muL>g_H   优化函数依据迭代次数进行显示： c1pq]mz|z   0@II&   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。 +9F^F>mu   6U;Jg _zS   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。 gJ<@;O8zu0   HXD*zv@ *6   参数构成： >2]Eaw&W   9(Q U2QY   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%；

y%{*uH}SL   Z }sG3p   R59 e&    R88(dEK      ?2JS&i   局部参数优化： zAKq7'_=   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。 u5u0*c   起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； XR{5]lKt_   dNR7e    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。 tqff84      A6@+gP<   WE+sFaKq-   参数定义： Qh)|FQ[s$r   规划深度为20-200nm，权重1e20 )![f\!'PI   缝宽10—190nm权重1e20 :pA=V   O!#L#u53   优化函数定义： s|{^ }4{   ——TE效率最小值被最大化（全波段） 5QqJI#4~   btUUZ"q<   ——偏振对比度大于50（全波段） mp&Le YYn   ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 w,M1`RsK   H B::0l<   %f_)<NP9=   选择下山简法进行局部优化。 LV}UBao5n   左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 m NUN6qVP~   <Z\MZ&{k{*      优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 bqZ?uvc3   "@c';".|   优化过的参数为： H$k![K6Uj   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% C$N4   结论： (&9DB   偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 k#8S`W8^   ~)!V8   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。  2.HZ+1   最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。