光栅起偏器的参数优化

&@|? %   案例315.01：光栅起偏器的参数优化 Hr}"g@ <   <W3p!   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。 Glw|*{$   cf>lY   关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 MTl @#M   )$f?v22   所需工具箱：高级光栅工具箱 ,Iz9!i J"   n{<@-6   相关案例：100.01,101.01 S{2;PaK   RWM~7^JA   相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 ?Q=(?yR0]   X1oR   建模任务： j?$B@Zk   CpX[8>&osD   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。 mP15PZ   D1>*ml   &u[F)|   优化目标： [-Y~g%M   ~MB)}!S:   —TE模偏振光的透过率最大化 5lzbg   N`N=}&v ]   —TM模偏振光的透过率最小化 #<&@-D8   /i@.Xg@:   优化函数： hB\BFVUSn/   +N,Fq/x   —最小化TE的透过率 :&z!o"K   !}U3{L-   —最小化偏振度（要求＞50:1） s2N'Ip   \&V[<]   8aRmHy"9l      oui0:V y<   —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 :u=y7[I   ]moBVRd   CP"5E?dcK   MxGQM>   优化的自由变量为： zN+jn    &l{ctP%q   —缝宽：10—190mm E)I&? <g   xk8NX-:   —光栅深度：20—200nm e>!]_B1ad   |yOIC,5[JW   优化算法： p' @z}T?F   O7Jp;   —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。 K|~!oQ   —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。 *}( B"FSO   d@Bd*iI<   光路流程图和偏振分析器： FRPdfo37   Ug gg!zA   偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 xQ?$H?5B<   k-s|gC4   对于给定的波长范围，偏振分析器被用来计算相关偏振方向的最大和最小值。并可以计算 和 的反射或透射的最大和最小值。像偏振对比度这样高级的优化函数也可以被计算出来。 D2MIV&pahP    UiK)m:NU   Parameter Run 的全局搜索： 2"Unk\Y   9*n?V;E   Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 UY.o,I>s   9K&YHg:1   Parameter Run 设置 UAI'tRYN_   )&)tX.   缝宽：10—19nm 步长10nm； B~<bc   m9D*I1   规划深度：20——200nm 步长10nm； mSFA i   5X]f}6kT   使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 _a?x)3\v   h;cw=G   在自由参数模块中选择深度和缝宽。 6@(o8i    1Sns$t%b   使用扫描模块进行参数联合调查。 XK0lv8(   优化函数依据迭代次数进行显示： sFgsEKs   sC :.}6   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。 ~me/ve   1F2(MKOo!   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。 KlwBoC/{K   /(s N@kt   参数构成： vsq |m5   raP9rEs   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%；

mI^S%HT   { ux'9SA   `RE K,^U   ;Q5o38(      RtaMrG=D   局部参数优化： \/m-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。 g</Mk^CE   起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； [|YuT:Cp   7$L*nf   参数和优化函数被严格定义，以便在TE透过率，偏振对比度和TE透过率均匀误差之间找到平衡。 `P;3,@ e      sa"!ckh   Djp;\.$(   参数定义： >(Wt   规划深度为20-200nm，权重1e20 b|.<rV'BTt   缝宽10—190nm权重1e20 }?U #@ h   /)Weg1b   优化函数定义： |Yi_|']#   ——TE效率最小值被最大化（全波段） 9.Sv"=5gz   yW}x   ——偏振对比度大于50（全波段） >+[{m<Eq   ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 QA~Lm   C8 $KVZ   ch/DBu   选择下山简法进行局部优化。 %LnG^L   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。 kh"APxQ79   AD'c#CT      优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 v +?'/Q%   8/|1FI   优化过的参数为： :-+j,G9t   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%  7"])Y   结论： (6)X Fp&   偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 q:,ck@-4   o~'UWU'#   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。 '81WogH:   最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。