光栅起偏器的参数优化

<->{   案例315.01：光栅起偏器的参数优化 N,`$M.|?   #pT"BSz]   这个案例说明了对于一个用于VIS光起偏的亚波长光栅的参数优化过程。 - c_74c50   Pnk5mK$   关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 cL-[ZvyVX   X@'uy<tI-   所需工具箱：高级光栅工具箱 A^nvp!_   "LHcB]^<   相关案例：100.01,101.01 mf  A{3   )#EGTRdo   相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 qt"G[9;   L Sm$dK   建模任务： O)C\vF#   !SC`D])l   平面波入射周期为200nm的镀铬线性矩形光栅，基底为融石英，产生TE模的起偏。 rK@8/?y5   9?A)n4b;   gcii9vz `   优化目标： e2L0VXbb   !xzeMVI   —TE模偏振光的透过率最大化 z F_M*8=   4ae`pAu   —TM模偏振光的透过率最小化 \n"{qfn`r   = 4vy@7/   优化函数： Av @b!iw+   d4m=0G`   —最小化TE的透过率 ZWii)0'PV   O1rvaOlr   —最小化偏振度（要求＞50:1） cec9l65d   jLy   "C?# SO B      T\:4qETQF]   —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 R7]l{2V#^   T`/AY?#   Bm.afsM;   5VRYO"D:   优化的自由变量为： lNNv|YiL   uvg dY   —缝宽：10—190mm BK*x] zG$   d[[]PX   —光栅深度：20—200nm .=U#eHBdAQ   zh4#A <e   优化算法： wWgWWXGT}   ml2_ ]3j!   —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。 liEPCWl&   —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。 w|3z;-#Q;   Ytgcs( /$   光路流程图和偏振分析器： siXr;/n"   B! rTD5a   偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 UsgK   h"lX4   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。 ko1J094Y%   g"Ljm7   Parameter Run 的全局搜索： l|xZk4@_uE   QFfK0X8cC   Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 MRQ.`IoS   OtSL*'7>   Parameter Run 设置 uB  |Ss   $`APHjijN   缝宽：10—19nm 步长10nm； a5 *2h{i   pqUCqo!m\   规划深度：20——200nm 步长10nm； a-y+@#;2_   > Wh}f3C   使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 ~SQ?BoCI[   R,)}>X|<   在自由参数模块中选择深度和缝宽。 & +4gSr   @vpf[j   使用扫描模块进行参数联合调查。 :!/gk8F|dI   优化函数依据迭代次数进行显示： X_qf"|i   [qdRUV'   左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 t(GR)&>.2   wpN k+;   TE透过率和偏振对比度对于不同参数设置已经达到了最大化。 D*Ik7Pe   *J$=.fF1   参数构成： =81@o,1w   3VI4X   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%；

"+\lws   f}Np/   <F'X<Bau   p>vn7;s2#      {*[\'!d--.   局部参数优化： uMut=ja(U   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。 ;=geHiQHA   起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； HODz*pI   0E?jW7yr   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。 7a#4tqM#      T|6jGZS^|W   4&xZ]QC)O5   参数定义： 0`)iIz   规划深度为20-200nm，权重1e20 H~GQ;PhRx   缝宽10—190nm权重1e20 7@Zx@   CqHK%M   优化函数定义： _9tK[/h   ——TE效率最小值被最大化（全波段） *?y+e   @Ys!DScY,   ——偏振对比度大于50（全波段） (Fynok   ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 B;R.#^@/   qb5#_1qz+^   1rKlZsZ#*   选择下山简法进行局部优化。 Dq36p${\W   左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 nL$x|}XAcj   o@#Y8M      优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 D\@m6=L   Z|_K6v/c   优化过的参数为： rj6tZJZ#o0   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% ndjx|s)E   结论： `( 1K   偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 A#nun   PqyA1   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。 JJltPGT~Oa   最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。