光栅起偏器的参数优化

\"*l:x-u   案例315.01：光栅起偏器的参数优化 J|b1 K]   @s[bRp`gd   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。 aL`pvsn F   ~Ch`A@=5   关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 }1>a71   YA|*$$   所需工具箱：高级光栅工具箱 HWd,1   n/6A@C   相关案例：100.01,101.01 +Q '|->#   |~/{lE=I   相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 {jl4`   2<O hO ^   建模任务： 1ERz:\   y^XwJX-f   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。 _]4cY%s   :[rx|9M6   &sKYO<6K}   优化目标： Ry(!<w,   bw[!f4~   —TE模偏振光的透过率最大化 1TVTP2&Rd   ;js7rt   —TM模偏振光的透过率最小化 );6zV_^!   vKW%l   优化函数： -R8RAwsLG   Vr^wesT\Hx   —最小化TE的透过率 'D-imLV<<   {P]l{W@li   —最小化偏振度（要求＞50:1） 3Q#VD)   %_u3Np   LY|h*a6Ym      Rl)/[T   —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 3)xV-Y9   q4Z\y   mI.*b(Irp   Soa.thP   优化的自由变量为： QA%GK4F70   ]juXm1)>W1   —缝宽：10—190mm z(]*'0)P   XI0O^[/n{   —光栅深度：20—200nm JvUKfsnu{   0#q_LB   优化算法： lDH0bBmd0   o+nU{   —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。 m }XI?[!s   —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。 l5R H~F   w7 QIKsI0   光路流程图和偏振分析器： $'&5gFr9   8'?e4;O   偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 7e40 }n   06ueE\@Sg   对于给定的波长范围，偏振分析器被用来计算相关偏振方向的最大和最小值。并可以计算 和 的反射或透射的最大和最小值。像偏振对比度这样高级的优化函数也可以被计算出来。 [$./'-I]   _# L IG2d   Parameter Run 的全局搜索： dFUsQ_]<   *s!8BwiE   Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 & =frt3   C*KRu`t   Parameter Run 设置 lfGiw^   & .#0jb1r   缝宽：10—19nm 步长10nm； &&m%=i.qK   `@`CZg   规划深度：20——200nm 步长10nm； Zj},VB*T   T&!>lqU!J   使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 U{;i864:}   Og,,s{ \   在自由参数模块中选择深度和缝宽。 KctD=6   3QF!fll^   使用扫描模块进行参数联合调查。 |S4yol   优化函数依据迭代次数进行显示： kL&^/([9   $;@s   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。 ou(9Qf zN   Z^h4%o-l{   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。 "'PDreS   g<,|Q5bK   参数构成： BBp Hp   eAl&[_o|S   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%；

>i0FGmxH   Vb1@JC9b   ]vlQNd?   ")LF;e      Ek4aC3   局部参数优化： p?!]sO1l   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。 bFTWuM   起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； ckTnb   beq)Frn^   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。 doe[f_\      Ck[Z(=b$$:   r%o!P`   参数定义： E`'+1   规划深度为20-200nm，权重1e20 :Ct}||9/   缝宽10—190nm权重1e20 Z1>pOJm   q V(Plt%   优化函数定义： Kj-`ru   ——TE效率最小值被最大化（全波段） 2S/^"IM["   [szwPNQ_   ——偏振对比度大于50（全波段） + W +<~E   ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 mMa7Eyaf   K|s+5>]W/[   i=SX_#b^   选择下山简法进行局部优化。 c shZR(b   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。 )kdPA w   k1%Ek#5      优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 ZLO_5#<   Oo#wPT;1^(   优化过的参数为： eR3!P8t   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% 7#<|``]zNf   结论： zKI(yC   偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 CE?R/uNo{   jsL'O;K/   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。 z~X]v["d   最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。