光栅起偏器的参数优化

N132sN2   案例315.01：光栅起偏器的参数优化 ~ aZedQc   "rXOsX\;   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。 %IL6ix   %;`>`j5   关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 'f?.R&sCA   ^[TV;9I*   所需工具箱：高级光栅工具箱 T+"f]v   =fc:6JR   相关案例：100.01,101.01 H;<!TX.zD   E]^5I3=O   相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 ]kktoP|D   x:K?\<   建模任务： Z+s%;f;   S_J :&9L   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。 z?8~[h{i%   uMXc0fs!$   3bC yTZk   优化目标： {I%y;Aab8   bv?0.{Z   —TE模偏振光的透过率最大化 c yQ(fIYl   U`R;P-   —TM模偏振光的透过率最小化 #?}6t~   g=]&A   优化函数： 4h 5_M8I   M\/XP| 7   —最小化TE的透过率 D>ai.T%n   ~JZ3a0$^   —最小化偏振度（要求＞50:1） P1 +"v*   7r{qJ7$%   6=| &tE      vg%QXaM   —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 GA^mgm"O   34C``i   -$Y8!54   4yV].2#rl"   优化的自由变量为： (;o*eFC F   gqiXmMm:9   —缝宽：10—190mm wuK=6RL   U nl?fXI   —光栅深度：20—200nm "|LQK0q3   ,j;PRJ   优化算法： Rm h*TQu   +!>LY   —使用Parameter run 进行一个全波长的全局搜索使得TE透过率的最大值最小同时使得偏振对比度的最大值最低。全局搜索不是强制的，但是它帮助确定在几个最大值和最小值之间确定优化参数的起始点。 ]Bu DaxWN   —参数优化使用下山简法（局部优化）和模拟退火法（全局优化）。参数优化使得找到在偏振对比度和TE透过率之间的一种平衡。 :F|\Ij 0T   =TcOnQj   光路流程图和偏振分析器： &H;8QZ8uw   4be> `d5j   偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。  .Oo/y0E^   @h-T:$   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。 w- FnE}"l    0%Q9}l#7   Parameter Run 的全局搜索： Y^lQX~I2{   FUTn   Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 TL-i=\{L:d   AqYxWk3>   Parameter Run 设置 cK}Pf+r>   ~@M7&%]   缝宽：10—19nm 步长10nm； $+VgDe5{S   `"<2)yq?   规划深度：20——200nm 步长10nm； ?vbDB4   b :\D\X   使用扫描模块进行所有参数的整合研究。  ]6~k4   OhWC}s   在自由参数模块中选择深度和缝宽。 CyTFb$Z   b~wKF0vq   使用扫描模块进行参数联合调查。 Kdt|i93   优化函数依据迭代次数进行显示： {g=b]yg\o   `7B14:\A   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。 v 5Y@O|i#   *FPg #a+   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。 "Gh#`T0#a   Baq ~}B<   参数构成： uB+9dQ   R7K   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%；

/RF%1!M K   5Bj77?Z   ]7<m1Lg   Sr7@buF      @a;sV !S{   局部参数优化： hmzair3X   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。 yV_ L/,6}D   起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； sFx$>:$   lZ a?Y@   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。 qRUCnCZs      mVrKz   @^HwrwRA   参数定义： 24|<<Xn   规划深度为20-200nm，权重1e20 ,?w!5N;iRO   缝宽10—190nm权重1e20 jEE_D +K   N[ Q#R~Hn<   优化函数定义： +3?`M<L0   ——TE效率最小值被最大化（全波段） :|($,3*   p2a?9R   ——偏振对比度大于50（全波段） >Jiij   ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 w%~qB5wF6   ?1DUNZ6   Ns ~g+C9   选择下山简法进行局部优化。 ;_bq9x   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。 Bfn]-]>sD   Zih5/I      优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 VVN# $   Ei~]iZ}   优化过的参数为： hs,5LV)|y   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% V%o#AfMI_   结论： 5Q;dnC   偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 v['AB 4   ?:JdRnH\   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=%IcSx;   最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。