光栅起偏器的参数优化

&,zq%;-f   案例315.01：光栅起偏器的参数优化 sDPs G5q<   K#6P}tf   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。 n^Hm;BiE#   :r{<zd>;   关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 W>) M5t4i   ) J2mM   所需工具箱：高级光栅工具箱 y0sR6TY)f   0z1ifg&   相关案例：100.01,101.01 [pbo4e,4O   [<n2Uz7MP   相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 $xzAv{   IpYM;tYw&   建模任务： 5rw 7;'   ^q{9   平面波入射周期为200nm的镀铬线性矩形光栅，基底为融石英，产生TE模的起偏。  _zY#U9   mk.9OhYY   ) i;1*jK   优化目标： f(/lLgI(   Cn,d? H   —TE模偏振光的透过率最大化 jyZ  (RB   l3Xfc2~ 2   —TM模偏振光的透过率最小化 W0dSsjNio   |XQIfW]A   优化函数： L-ET<'u   ck:T,F{}   —最小化TE的透过率 6n,i0W   smlpD3?va   —最小化偏振度（要求＞50:1） "|EM;o   B,?T%   x-$&g*<      KI)M JG:t   —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 %RTBV9LIXr   T- .%   YmL06<Mh   s2h@~y   优化的自由变量为： ``,fodA8   }JF13beU   —缝宽：10—190mm ]OM"ZG/^   e^8 O_VB   —光栅深度：20—200nm <CS(c|7   YN/|$sMD|   优化算法： Luq#9(P   k Z?=AXu   —使用Parameter run 进行一个全波长的全局搜索使得TE透过率的最大值最小同时使得偏振对比度的最大值最低。全局搜索不是强制的，但是它帮助确定在几个最大值和最小值之间确定优化参数的起始点。 WffQ:L?   —参数优化使用下山简法（局部优化）和模拟退火法（全局优化）。参数优化使得找到在偏振对比度和TE透过率之间的一种平衡。 <fZyAa3}   9Vg?{v!yn   光路流程图和偏振分析器： S=MEG+Ad   I@T8Iv=   偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 /Gd=n   ~5NXd)2+Ks   对于给定的波长范围，偏振分析器被用来计算相关偏振方向的最大和最小值。并可以计算 和 的反射或透射的最大和最小值。像偏振对比度这样高级的优化函数也可以被计算出来。 BBaQ}{F8>2   t>L;kRujVJ   Parameter Run 的全局搜索： i`(XLi}k   '}9x\3E   Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 Lb!Fcf|h   B-xGX$<z   Parameter Run 设置 .k#U]M   '9laa=H%8   缝宽：10—19nm 步长10nm； *QpMF/<?   r/YMLQ   规划深度：20——200nm 步长10nm； y`VyQWW   Jb0`42   使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 bn#"?6Z2   ? E1<!~   在自由参数模块中选择深度和缝宽。 -z-C*%~   J*r*X.   使用扫描模块进行参数联合调查。 6^V=?~a&z   优化函数依据迭代次数进行显示： o m^0}$V   {o)Lc6T8s   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。 lNy.g{2f<m   };mA^xO]j   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。 wrc,b{{[iM   lsJSYJG&   参数构成： |N4.u _hM   {Bk[rCl   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%；

n4s+ >|\M   F0pir(n-   - \5v^l   rxe>}ZO      O[\iE5+$   局部参数优化： aAZZ8V   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。 KxI&G%z   起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； SOs:]U-T3   :nh_k4S@v   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。 :WjpzgPuN      wu7Lk3   .!Qki@   参数定义： O_2pIbh   规划深度为20-200nm，权重1e20 f~t:L,\,   缝宽10—190nm权重1e20 |EIng0a   TCN8a/@z   优化函数定义： j:^#rFD4?   ——TE效率最小值被最大化（全波段） HD@$t)mn   L(/e&J@><   ——偏振对比度大于50（全波段） |!1Y*|Q%s   ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 qt"G[9;   'OE&/ C[   [/,)   选择下山简法进行局部优化。 hjU::m,WX   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。 bh s5x   10G}{      优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 7P%%p3   S(o#K |)>   优化过的参数为：  x5|I   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% O#n8=B4   结论： q VjdOY:z   偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 N/[p <   XpIklL7   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。 O6Vtu Ws%   最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。