光栅起偏器的参数优化

`215Llzk;   案例315.01：光栅起偏器的参数优化 {u][q &n   aDEP_b;   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。 I[Y?f8gJ   :CHd\."%+1   关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 XV!EjD~q   M_uij$1-   所需工具箱：高级光栅工具箱 ZU6a   \OB3gnR   相关案例：100.01,101.01 c9={~   4x>e7Kf   相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 .U {JI\   40ZB;j$l   建模任务： pr?(5{BL   k}gs;|_   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。 D/>5\da+y   hQeZI+   Re>e|$.T   优化目标： 9_$Odc%]   ttRH[[E(   —TE模偏振光的透过率最大化 ak&v/%N   6<6_W #   —TM模偏振光的透过率最小化 +r"$?bw'   6dlPS{H#U   优化函数： [V~bo/n   B&D z(Bs   —最小化TE的透过率 #nz$RJsX   aT[7L9Cw   —最小化偏振度（要求＞50:1） !ZdUW]   d_hcv|%   g#*N@83C      !9NAm?Fw   —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 vA`.8U 0S   N<WFe5   >i<-rO>kN   QJ?!_2Ax   优化的自由变量为： ya=51~ by"   J>Ha$1}u/   —缝宽：10—190mm &kBs'P8>   TMBdneS-s   —光栅深度：20—200nm $Tza<nA   ?;Qk!t2U   优化算法： %{"STbO#>   WBI S   —使用Parameter run 进行一个全波长的全局搜索使得TE透过率的最大值最小同时使得偏振对比度的最大值最低。全局搜索不是强制的，但是它帮助确定在几个最大值和最小值之间确定优化参数的起始点。 hFv}JQJw<   —参数优化使用下山简法（局部优化）和模拟退火法（全局优化）。参数优化使得找到在偏振对比度和TE透过率之间的一种平衡。 m~A/.t%=   lB-7.   光路流程图和偏振分析器： &9>d   Cz%ih#^b   偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 ' r/1+.   DSp@   对于给定的波长范围，偏振分析器被用来计算相关偏振方向的最大和最小值。并可以计算 和 的反射或透射的最大和最小值。像偏振对比度这样高级的优化函数也可以被计算出来。 C/=ZNl9"fn   25r=Xv   Parameter Run 的全局搜索： ^=j$~*(LmX   *yx:nwmo   Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 QNY{pk   o-_a0j   Parameter Run 设置 P<~y$B   kCV OeXv   缝宽：10—19nm 步长10nm； &V$R@~x   5o*x?P!$   规划深度：20——200nm 步长10nm； ececN{U/   {H74`-C)W   使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 $6N.ykJ   [sBD|P;M   在自由参数模块中选择深度和缝宽。 `4MPXfoBL   RD^o&VXO   使用扫描模块进行参数联合调查。 (;N_lF0   优化函数依据迭代次数进行显示： vjb{h'v    <_~`)t   左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 NbdaP{{   o<y7Ut   TE透过率和偏振对比度对于不同参数设置已经达到了最大化。 pH%K4bV)8   5ym =2U   参数构成： 'JydaF~>   827N?pU$)   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%；

_F9 c.BH   : SNp"|   z3,z&Ra   4{V=X3,x      #X+)   局部参数优化： P06K0Fxf   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。 P&K~wP]   起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； A+'j@c\&!   OoE@30+   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。 P7n~Ui~U      H:`r!5&Qb5   Q["}U7j   参数定义： ^t"\PpmK<d   规划深度为20-200nm，权重1e20 L(L;z'3y   缝宽10—190nm权重1e20 L_(|5#IDw   \*7Tj-#   优化函数定义： I'" ;   ——TE效率最小值被最大化（全波段） .._wTOSq   ev>: 3_ s   ——偏振对比度大于50（全波段） #8A|-u=3   ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 +#O?sI#   : v]< h   g)zy^aDf   选择下山简法进行局部优化。 i<l)To-   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。 D_@^XS   Ut<_D8Tzx      优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 MDRSI g   W!{uEH{%l   优化过的参数为： VGSe<6Hh   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% _z_uz\#,   结论： oD.f/hi0|   偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 'vXrA   R +k\)_F   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。 [p(Y|~   最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。