光栅起偏器的参数优化

$LRvPan`   案例315.01：光栅起偏器的参数优化 H~i+:X=I   k_r12Bu   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。 *Y?rls`   >DBaKLu\   关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 c_~)#F%P   L~"~C(g   所需工具箱：高级光栅工具箱 'VS!<   Ett%Y*D+J   相关案例：100.01,101.01 SpdQ<]   MH.,dB&   相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 $ii/Q:w T"   mQ;b'0&   建模任务： $iUK, ?   !>TVDN>   平面波入射周期为200nm的镀铬线性矩形光栅，基底为融石英，产生TE模的起偏。 Dkayk   [M65T@v   U; JZN   优化目标： b/:9^&z   #Q.A)5_   —TE模偏振光的透过率最大化 D.kLx@Z   KS!mzq-   —TM模偏振光的透过率最小化 s]#D;i8   6%sX<)n%]   优化函数： iOkRBi   6{B$_Usg   —最小化TE的透过率 %"r3{Hs   Obgn?TAVX   —最小化偏振度（要求＞50:1） 26B]b{Iz{   !f2f gX   @Hw#O33/'      i^eU!^KF   —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 _<yGen-   5%,J@&5G s   7m~.V[l 1   dYrw&gn   优化的自由变量为： wHq*)7#h#   K'kWL[Ut!   —缝宽：10—190mm : KhAf2A   cK%Sty'8+   —光栅深度：20—200nm 1v)ur\>R   |=fa`8mG   优化算法： ,#W>E,UU   S+ gzl#r   —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。 X:+lD58   —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。 JnQ5r>!>3   ZjF5*A8l   光路流程图和偏振分析器： \=Rw/[lR   h}r.(MVt   偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 _^]2??V   :l~Wt7R   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。 o9&1Ct   }iZO0C   Parameter Run 的全局搜索： i eQQ{iGJH   _Cn[|E   Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 .`*h2   70hm9b-    Parameter Run 设置 0aj4.H*%   wXI6KN-   缝宽：10—19nm 步长10nm； BQ!v\1'C   7%DA0.g   规划深度：20——200nm 步长10nm； V_+XZ+7Lx}   fGS5{dti   使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 S bI7<_   g:<2yT   在自由参数模块中选择深度和缝宽。 :Rl*64}   $fZVh%   使用扫描模块进行参数联合调查。 6+ `+$s0   优化函数依据迭代次数进行显示： 6?8x[l*5M   1~rZka[s   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。 xNDX(_U>\   (#,0\ea{x   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。 PCKgdh},   rUgTJx&ds   参数构成： 4:m/w!q$   xg*)o*?   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%；

Q|T9tc ->   2smQD8t   6[wAX   +'aG&^k4      X'[93 C|K   局部参数优化： BhFyEY(   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。 o}QtKf)W   起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； Ujb7uho   Igb@aGA   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。 3jx5Lou)&      fu 0]BdM   3hUU$|^4gm   参数定义： hf#[Vns   规划深度为20-200nm，权重1e20 Y9^;TQ+#   缝宽10—190nm权重1e20 eD<Kk 4){   aG&ay3[&   优化函数定义： nG Bjxhl   ——TE效率最小值被最大化（全波段） 8<#S:O4kA   0=g~ozEW&   ——偏振对比度大于50（全波段） .MUoN k!   ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 a[).'$S}'   BBkYc:B=SA    a@mMa {   选择下山简法进行局部优化。 q2>dPI;3T   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。 78o>UWA:   DMeP9D      优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 |-vc/t2k>T   hlIh(\JZ4s   优化过的参数为： XH X$Ur9   缝宽：46nm；规划深度200nm；最小化偏振对比度50；TE透过率的均匀误差7% T1Gy_ G/   结论： 6|{$]<'   偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 F@C^nX9   +#$(>6Zu"{   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。 T][r'jWQ   最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。