光栅起偏器的参数优化

@U=y}vi8   案例315.01：光栅起偏器的参数优化 YRVh[Bqg`   \;N+PE   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。 Vxap+<m   RBf#5VjOG!   关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 m0;j1-t   2LUsqL\m}.   所需工具箱：高级光栅工具箱 {H[N|\   Ygk_gBRiC   相关案例：100.01,101.01 QGfwvFm   E<+ G5j   相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 8%B_nVc   )-!)D   建模任务： 'qT;Eht5   ?[ )}N _o#   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。 h#4n   *d=}HO/   =5Db^   优化目标： 18NnXqe-m   ^AU-hVj   —TE模偏振光的透过率最大化 UZs '[pm)   &T,,fz$   —TM模偏振光的透过率最小化 }:faHLYT   dj(&"P   优化函数： u~uz=Yse   q]: 72+   —最小化TE的透过率 5r 4~vK   H6`k%O*   —最小化偏振度（要求＞50:1） /Q@4HV   q-Z<.GTq   m]U      _@>*]g   —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 </_QldL_   ]>)shH=Yx   j;}-x1R   Q +l{> sL   优化的自由变量为： j7&#R+f   ^}$t(t   —缝宽：10—190mm ."dT6uE   gWU#NRRc   —光栅深度：20—200nm p]S'pzh   }Y!V3s1bm   优化算法： 'L O3[G{   ?0X$ox   —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。 XuJyso9kA   —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。 $rj:K)P   WDxcV%   光路流程图和偏振分析器： b&`~%f-   )XonFI   偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 hb*Y-$Zp   ^jL)<y4`   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。 [\Wl~ a l   ~\-=q^/!   Parameter Run 的全局搜索： ;C*2Djb*n   I\1E=6"   Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 *<cRQfA1   fIpS P@$<   Parameter Run 设置 4S4MQ   Hz,Gn9:p   缝宽：10—19nm 步长10nm； =AaF$R   wE1GyN   规划深度：20——200nm 步长10nm； ]vcT2lr]   aO1.9!<v   使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 >yn?@ve@   ,Zie2I?q   在自由参数模块中选择深度和缝宽。 )OQm,5F1   f1SKOq   使用扫描模块进行参数联合调查。 +/$&P3   优化函数依据迭代次数进行显示： xp:I(   TVvE0y(9   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。 ).,twf58   -T+YMAFU_   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。 .sit5 BX   k"[AV2UW1   参数构成： 4V[(RXc/   zhow\l2t}   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%；

a{7*um   @)Vb?|3   ]2"UR_x   S`[(y?OF?      B7C<;`5TiD   局部参数优化： @+~URIG)   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 x   起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； aC9iNm8w   ysp,:)-%G@   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。 &/' O?HWl      (oiQ5s^f   ,>(X}Q   参数定义： r4FSQ$[9w   规划深度为20-200nm，权重1e20 s$f9?(,.Ay   缝宽10—190nm权重1e20 JK{2hr_a   C-49u<;,   优化函数定义： L6qK3xa}   ——TE效率最小值被最大化（全波段） hUi5~;Q5Fi   Q!-"5PX   ——偏振对比度大于50（全波段） l8M}82_   ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 p{qA%D   v^/<2/E"?4   9gK1Gx:   选择下山简法进行局部优化。 zBI2cB8;P   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。 1A;,"8kBd   Tl_o+jj      优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 "<^ Vp -7r   B[&l<*O-y   优化过的参数为： n~>b}DY   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% k%-y\WM   结论： [4;_8-[Nv   偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 Wvd-be   "E5=AWd   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[AD-CZPh   最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。