光栅起偏器的参数优化

. 36'=K   案例315.01：光栅起偏器的参数优化 7+T\   +cy(}Vp   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。 S%&l(=0X   C&Nd|c   关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 xNxIqq<k   \"Sqr(~_   所需工具箱：高级光栅工具箱 >1s:F5u"   B5B'H3@   相关案例：100.01,101.01 f$V']dOj1q   dJNYuTZ'   相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 F$F5N1<   Xg!Mc<wA[   建模任务： tvRa.3   ?\\ ]u   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。 Vzbl*Zmx   4B]8Mp~\aL   ;p\rgam   优化目标： #3u8BLy$Q   'zT/x`V   —TE模偏振光的透过率最大化 y''?yr   [zf9UUc~   —TM模偏振光的透过率最小化 ^@X =v`C   nk-6W4   优化函数： 9M01}   NqqLRgMOR'   —最小化TE的透过率 9lTA/-   B0Z*YsbXL   —最小化偏振度（要求＞50:1） 5Y9 j/wA   5-u=ZB%p   &2?kD{      JI\u -+BE   —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 NJl|/ (]v   >b*P d *f   }3[ [ONA   ol`]6"Sc   优化的自由变量为： )_bXKYUX*0   E?08=$^5%   —缝宽：10—190mm p3^7Hr   1YnDho;~   —光栅深度：20—200nm $/wr?   wRie{Vk   优化算法： tO~H/0   P$4?-AZ   —使用Parameter run 进行一个全波长的全局搜索使得TE透过率的最大值最小同时使得偏振对比度的最大值最低。全局搜索不是强制的，但是它帮助确定在几个最大值和最小值之间确定优化参数的起始点。 n}MG   —参数优化使用下山简法（局部优化）和模拟退火法（全局优化）。参数优化使得找到在偏振对比度和TE透过率之间的一种平衡。 SZwfYY!ft0   MF E%q   光路流程图和偏振分析器： &x=<>~Ag 3   CtSAo\F   偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 s_1]&0<   b$gDFNa   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。 HmX(=Y   .2Rh_ful   Parameter Run 的全局搜索： #),QWTl3   EKoCm)}d   Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 80+" x3r   PiH#9XB   Parameter Run 设置 3rR(>}:[V   *4(.=k   缝宽：10—19nm 步长10nm； Q gf_   T_gW't>    规划深度：20——200nm 步长10nm； .)W8 U [   n7{c0;)$   使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 e dD(s5   /D~ ,X48+   在自由参数模块中选择深度和缝宽。 'x6Mqv1W   zSq+#O1#   使用扫描模块进行参数联合调查。 %|,j'V$   优化函数依据迭代次数进行显示： &'|bZms g   `,7BU??+u   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。 xSLN   \{~x<<qFd   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。 i.byHz?/   WnIh( 0   参数构成： DsFrA]   p$"*U[%l   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%；

?^@;8m   8\ :T*u3   {(aJrSE<z   "+HZ~:~f      )T2Sw z/   局部参数优化： N:&Gv'`   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。 8`*`4m   起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； %Y!lEzB5   "dkvk7zCP   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。  kU#$      #FeM.k6   ]*v%(IGK   参数定义： %_/_klxnO   规划深度为20-200nm，权重1e20 l[h??C`   缝宽10—190nm权重1e20 Li7/pUq>}!   IXC: Q   优化函数定义： ;,IGO7R   ——TE效率最小值被最大化（全波段） Z?^AX&F   GadD*psD2   ——偏振对比度大于50（全波段） Wk$%0xZ7   ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 ~>qcV=F^d,   (s\Nm_j   LdRLKE<'e   选择下山简法进行局部优化。 R2r0'Yx   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。 G:A` n;E0   -1U]@s      优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 /dtFB5Z"w   9v/1>rziE   优化过的参数为： v/CX X<^U(   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% M(5lSu   结论：  H'2pmwk   偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 &:Raf5G-E   J/)Q{*`_   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。 [,lBY-Kz+   最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。