光栅起偏器的参数优化

{f_={k   案例315.01：光栅起偏器的参数优化 a@K%06A;'   P7bMIe   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。 *gb*LhgO   b<[Or^X ]   关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 e- /&$Qq   Lz}OwKl   所需工具箱：高级光栅工具箱 _gR;=~S   *->W^1eGM   相关案例：100.01,101.01 tPWLg),   FW;?s+Uyx   相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 T9|m7   ];$L &5^   建模任务： Wx%H%FeK   ,Q$q=E;X   平面波入射周期为200nm的镀铬线性矩形光栅，基底为融石英，产生TE模的起偏。 hg]]Ok~cAs   lWk>z; d   bTN gjc   优化目标： JPI3[.o   yf.~XUk^   —TE模偏振光的透过率最大化 ' ,wFTV&   G^|:N[>B   —TM模偏振光的透过率最小化 Pl06:g2I   lN 4oW3QT   优化函数： J$DE"|-   |-67\p]   —最小化TE的透过率 #powub   A0s ZOCky   —最小化偏振度（要求＞50:1） wo{gG?B   mfn,Gjt3O   ^$jb7HMObI      WM$ MPs   —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 2DDtu[}   T@B/xAq5!   Zd%k*BC   )T2Caqs2   优化的自由变量为： oG?Xk%7&\   /)>3Nq4Zx   —缝宽：10—190mm DH!~ BB;   rl; ~pO5R9   —光栅深度：20—200nm #$07:UJ   X=&ET)8-Y   优化算法： .p3,O6y2(F   `:K Y\   —使用Parameter run 进行一个全波长的全局搜索使得TE透过率的最大值最小同时使得偏振对比度的最大值最低。全局搜索不是强制的，但是它帮助确定在几个最大值和最小值之间确定优化参数的起始点。 !sP{gi#=   —参数优化使用下山简法（局部优化）和模拟退火法（全局优化）。参数优化使得找到在偏振对比度和TE透过率之间的一种平衡。 &-6Gc;f8   ;?iW%:_,   光路流程图和偏振分析器： 20h, ^   WIxy}3_to   偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 N/2T[s_&   ;7V%#-   对于给定的波长范围，偏振分析器被用来计算相关偏振方向的最大和最小值。并可以计算 和 的反射或透射的最大和最小值。像偏振对比度这样高级的优化函数也可以被计算出来。 `5.'_3   `i*E~'   Parameter Run 的全局搜索： '@KEi%-^>   3z?> j]   Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 U(g:zae   hd<c&7|G'   Parameter Run 设置 - %h.t+=U   !9 r$e99R   缝宽：10—19nm 步长10nm； P l]O\vh   \ :sUL!   规划深度：20——200nm 步长10nm； "?xHlYj@+   zu{P#~21   使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 G4X|Bka   WPMSm<[   在自由参数模块中选择深度和缝宽。 E,U+o $   AJ`h9%B   使用扫描模块进行参数联合调查。  "Og7rl   优化函数依据迭代次数进行显示： ,/F~Y&1I   ?M9=yA   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。 )23H1   )~JHgl   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。 #rfiD%c   7'V@+5   参数构成： kfY}S   w-MCZwCr)   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%；

U$ElV]N   ;))+>%SGCt   h2]P]@nW;W   'XjZ_ng      ~Otoqu|   局部参数优化： :>f )g   使用局部参数优化的参数优化文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_03”中。 {qJ1ko)$   起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； hRCJv#]HC   joAv{Tc   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。 Z t{[*~      ,i`,Oy(BI   ,j_i?Ff   参数定义： CXM Lt   规划深度为20-200nm，权重1e20 ^%{7}g&$u   缝宽10—190nm权重1e20 }!.(n=idZ   08\,<9   优化函数定义： vw/J8'   ——TE效率最小值被最大化（全波段） )'cMYC   {ROVvs`   ——偏振对比度大于50（全波段） }V`"s^   ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 ]Q3ADh   ~P**O~   :J&oX <nF^   选择下山简法进行局部优化。 Jk n>S#SZ   左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 4!yzsPJL   p6Gy,C.      优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 wc4{)qDE   `l[c_%Bm   优化过的参数为： xOmi\VbM   缝宽：46nm；规划深度200nm；最小化偏振对比度50；TE透过率的均匀误差7% KRRdXx\~   结论： ;$wVu|&   偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 N5 6g+,w%)   0IBSRFt$g&   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。 ?1 4{J]H4   最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。