光栅起偏器的参数优化

=$SvKzN   案例315.01：光栅起偏器的参数优化 z1nKj\AM2   MO@XbPZB   这个案例说明了对于一个用于VIS光起偏的亚波长光栅的参数优化过程。 moRo>bvN~   TeRH@oI   关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 Fv<3VKueK[   ),J6:O &   所需工具箱：高级光栅工具箱 P!dSJ1'oC   apjoIO-<   相关案例：100.01,101.01 S!66t?vHB    kMZo7 y   相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 |7QSr!{_   uCoy~kt292   建模任务： c 5 `74g   EY^?@D_<   平面波入射周期为200nm的镀铬线性矩形光栅，基底为融石英，产生TE模的起偏。 XtqhK"f%   nK}-^Ur   *!pn6OJ"Q}   优化目标： gx8i|]   N}nE?|N=5   —TE模偏振光的透过率最大化 0#CmB4!<O   Z7>Nd$E{   —TM模偏振光的透过率最小化 kB.CeG] tk   re4A5Ev$   优化函数： NOmFQ)/ &   CEAmb[h   —最小化TE的透过率 @z^7*#vQv   B=~uJUr   —最小化偏振度（要求＞50:1） a7!{`fR5   a"l\_D'.K8   \-SC-c      ]=PkgOJD   —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 tUt_Q;%yC   ^1yD&i'q   l6zYiM   J9MAnYd)i   优化的自由变量为： a"`>J!   >pp#>{}   —缝宽：10—190mm -@ra~li,yQ   OZA^L;#>   —光栅深度：20—200nm E 02Y,C   f!H/X%F   优化算法： %|j8#09   ZQ>Q=eCs 1   —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。 virt[5w   —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。 z;MPp#Y   +,cd$,18   光路流程图和偏振分析器： {$#88Qa\-   ^#IE t#   偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 t1NGs-S3   upZtVdd   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?C)$Kn\   {T-^xwc   Parameter Run 的全局搜索： Fy 0sn|   W23Q>x&S   Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 \C >+ubF   3.1%L"r[)   Parameter Run 设置 ;+.cD   U#&+n-npO   缝宽：10—19nm 步长10nm； pRzL}- [/v   %'X~9Pvi   规划深度：20——200nm 步长10nm； {pA&Q{ ^   ioEjbqD<   使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 @;x*~0GZ   v*&jA8D   在自由参数模块中选择深度和缝宽。 ?z2!?   ~KV{m   使用扫描模块进行参数联合调查。 (#Xs\IEVF   优化函数依据迭代次数进行显示： IRueq @4   7XLqP   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。 )0DgFA6k_   VN(*m(b   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。 I9Uj3cL\   *l;S"}b*,_   参数构成： #6v357-5   !XM<`H/   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%；

jD%|@ux   v~yw-}fk%   3fA+{Y8S   2W`WOBz      seRf q&   局部参数优化： cy)-Rf g   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。 n#}~/\P6   起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； ~( 0bqt3c   l($8HAJ   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。 N{~P}Sw      oK 7:e~   Kn<+Au_]L   参数定义： V.*y_=i8t   规划深度为20-200nm，权重1e20 lC`w}0p   缝宽10—190nm权重1e20 /]_|uN)Q   ^yqRa&   优化函数定义： *v]s&$WyO   ——TE效率最小值被最大化（全波段） YM6 J:89   /}J_2   ——偏振对比度大于50（全波段） ^,mN-.W   ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 idGn{f((f   Kh[l};/F   =.&8ghJ*M   选择下山简法进行局部优化。 ?QzL#iO}h   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。 :CK`v6 Qs   MmfBFt*      优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 vd(S&&]o1   c;Tp_e@   优化过的参数为： dQZdL4   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% rMHh!)^#W   结论： ('Qq"cn#   偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 \Vroz=IT:   }( CYok   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。 4}k@p>5v'   最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。