光栅起偏器的参数优化

!if    案例315.01：光栅起偏器的参数优化 Z;i:](   ^~dWU>   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。 |4JEU3\$   Q8NX)R   关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 XX@ZQcN   '%qr.T %   所需工具箱：高级光栅工具箱 [GR;?R5   eRYK3W   相关案例：100.01,101.01 ok[i<zl;'   j.Hf/vi`z   相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 hM{bavd   PsYpxNr   建模任务： eavV?\uV%   zda 3 ,U2o   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。 3mgD(,(^   M7T5 ~/4   XUYtEf   优化目标： QY/w   d~H`CrQE*   —TE模偏振光的透过率最大化 $X6h|?3U,   Ie_wHcM<   —TM模偏振光的透过率最小化 t!Xw W$@   WLT"ji0w2   优化函数： (e~Nq   WMdg1J+~   —最小化TE的透过率 vQCy\Gi   Nc`L;CP   —最小化偏振度（要求＞50:1） /7kC<   TDh5lI   e= AKD#      fex@,I&   —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 cr3^6HB   <YY14p   u_enqC3   w>gYx(8b   优化的自由变量为： a9gLg &   ]DcFySyv   —缝宽：10—190mm X8|,    0S"MC9beg   —光栅深度：20—200nm U/U );frH   $i&zex{\   优化算法： _b 0&!l<   )pa]ui\t   —使用Parameter run 进行一个全波长的全局搜索使得TE透过率的最大值最小同时使得偏振对比度的最大值最低。全局搜索不是强制的，但是它帮助确定在几个最大值和最小值之间确定优化参数的起始点。 Vksuu@cch   —参数优化使用下山简法（局部优化）和模拟退火法（全局优化）。参数优化使得找到在偏振对比度和TE透过率之间的一种平衡。 "sTRS*   AH^/V}9H   光路流程图和偏振分析器： ]9CFIh   rp$'L7lrX   偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 @dKTx#gZ   )GpK@R]{   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。 vaLSH xi   7 dWS   Parameter Run 的全局搜索： K0~rN.C!0   It(_v   Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 ^('wy};   8LKiS   Parameter Run 设置 & 21%zPm   e+WNk 2   缝宽：10—19nm 步长10nm； s;e\ pt   >Tgv11[   规划深度：20——200nm 步长10nm； =bOW~0Z1   6Mf0`K   使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 1zv'.uu.,   4RO}<$Nx}   在自由参数模块中选择深度和缝宽。 ?`s8 pPc4   Y<OFsWYY   使用扫描模块进行参数联合调查。 =cI(d ,   优化函数依据迭代次数进行显示： FPz9N@M%Q   P:c w|Q   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。 ^q5#ihM   HJ"GnZp<   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dn J&N{   6x`t{g]f,   参数构成： @gblW*Zhk   u`W2+S   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%；

K-v#.e4   B\~}3!j   vh^VxS   ^#pEPVkY      V[LglPt   局部参数优化： Q,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。 r!v\"6:OM   起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； d]9z@Pd   oH@78D0A   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。 IGl9g_18      KlEpzJ98   N2G{<>=   参数定义： V3Bz Mw\9r   规划深度为20-200nm，权重1e20 >4TO=i   缝宽10—190nm权重1e20 /~1+i'7V.,   )~>YH*g   优化函数定义： rq{$,/6.   ——TE效率最小值被最大化（全波段） 5P2K5,o|n~   6ujWNf   ——偏振对比度大于50（全波段） vM={V$D&   ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 4W75T2q#   -"x$ZnHU   ZJoM?g~WFI   选择下山简法进行局部优化。 b%+Xy8a   左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 ).O)p9   Qs!5<)6      优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 W?&%x(6M   P \I|,   优化过的参数为： "+c-pO`Wg   缝宽：46nm；规划深度200nm；最小化偏振对比度50；TE透过率的均匀误差7% Uo49*Mr   结论： 3]hWfj1m2   偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 Ry&6p>-    " bG2:   Parameter Run允许对参数空间进行全局搜索找到局部参数优化的合适起始点。 +`4A$#$+y   最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。