光栅起偏器的参数优化

ASov/<D_q   案例315.01：光栅起偏器的参数优化 w tGS"L   fsPsP`|   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。 q}p$S2`   W8QP6^lY   关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 oJNQdW[   HqsqUS3[   所需工具箱：高级光栅工具箱 #y:F3$c   !X: TieyVu   相关案例：100.01,101.01 h8O\sKn   w=?nD6Xhz   相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 j5R0e}/r   l'4<^q   建模任务： 0xDn!   G~C-tAB   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。 | eCVq(R   l8(9?!C   (KN",u6F   优化目标： xU%]G.k   B&B4 P   —TE模偏振光的透过率最大化 :0(^^6Q\   _)<5c!   —TM模偏振光的透过率最小化 DjaXJ?'   @TW:6v`   优化函数： zQ:nL*X'Z"   /,uxj5_cT   —最小化TE的透过率 Zs t)S(   +JG05h%'   —最小化偏振度（要求＞50:1） g&$5!ifgi   H0tu3Pqk   d, g~.iS~      c}$>UhLe   —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 =Bc{0p*   G6{PrV#   kD+#|f   tk-)N+M.   优化的自由变量为： NUb$PT   y|BHSc3   —缝宽：10—190mm %"c;kvw   Uu+ibVM$   —光栅深度：20—200nm |FT.x9e-   Zjn1,\(t~u   优化算法： %4rlB$x   +%[, m&   —使用Parameter run 进行一个全波长的全局搜索使得TE透过率的最大值最小同时使得偏振对比度的最大值最低。全局搜索不是强制的，但是它帮助确定在几个最大值和最小值之间确定优化参数的起始点。 gktlwiCZ   —参数优化使用下山简法（局部优化）和模拟退火法（全局优化）。参数优化使得找到在偏振对比度和TE透过率之间的一种平衡。 H@zZ[   g qORE/[   光路流程图和偏振分析器： c8]%,26.   Z%ZOAu&p   偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 4e\wC   Ow1+zltgj-   对于给定的波长范围，偏振分析器被用来计算相关偏振方向的最大和最小值。并可以计算 和 的反射或透射的最大和最小值。像偏振对比度这样高级的优化函数也可以被计算出来。 Y ?~n6<   /QL<>g   Parameter Run 的全局搜索： #p;<X|Hc}8   i@P=*lLD   Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 (W"0c?i|]   cEp/qzAiD%   Parameter Run 设置 ;W+1 H !   1$# r)S[*   缝宽：10—19nm 步长10nm； >op/<?<   7o+VhW<|5   规划深度：20——200nm 步长10nm； B^/Cx   Qu<HeSA_   使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 uCW}q.@4   |@b|Q,   在自由参数模块中选择深度和缝宽。 aB G*   4E!Pxjl3a   使用扫描模块进行参数联合调查。 >d . |I&   优化函数依据迭代次数进行显示： S=< ]u   8zeD%Uv   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。 z-0 N/?x1   :+^`VLIf   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。 |C+ 5   {Xpjm6a7   参数构成： <;+QK=f   xXV15%&   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%；

Nt<Ac&6 s   zhRF>Y`   Z'^.H3YvL   hZe9Y?)      _mQ~[}y+?   局部参数优化： A-\n"}4   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。 xU.Ymq& 5   起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； :SF8t`4`   Oh`Pf;.z%   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。 s5d[sx      Bt\V1)   |~D~#Nz   参数定义： blbzh';0}   规划深度为20-200nm，权重1e20 /xA`VyH O   缝宽10—190nm权重1e20 ~fgS"F^7n   OH+ 2)X   优化函数定义： |@>Zc5MY$   ——TE效率最小值被最大化（全波段） X~; *zYd5   ok&v+A   ——偏振对比度大于50（全波段） H:1F=$0I9   ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 :SD3   99q$>nx,w   Tkf4`Gxd   选择下山简法进行局部优化。 =8qhK=&]   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。 9Cb>J   t&bE/i_T      优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 'aZAWY d   Ce3   优化过的参数为： {K=[Fu=   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% pHDPj,lu   结论： |-AR)Smt   偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 37,)/8]lG   `jFvG\aC   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。 v".u#G'u   最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。