[技术]非近轴衍射分束器的设计与严格分析 [复制链接]

}K%y'D  
直接设计非近轴衍射分束器仍然是一个挑战。由于衍射角相当大，元件的特征尺寸与工作波长在相同的数量级上。因此，设计过程超出了近轴建模方法。因此，在这个例子中，迭代傅里叶变换算法(IFTA)和薄元素近似(TEA)用于衍射元素的初始设计结构，和傅里叶模态方法(FMM)随后应用于严格的性能评估。 3"pl="[*  
k.dQ;v}  
|##rs  
'J=knjAT  
设计任务 ji(Y?vhQt  
i H^G
v*  
使用近轴近似的衍射1：7×7分束器的初步设计通过严格分析，进一步优化零阶均匀性和影响 ?V>\9?zb  
wV,l }Xb-  
ZGHh!Ds;  
e[8AdE  
光栅级次分析模块设置 #P''+$5,  
                       g^qbd$}  
:.k)!  
使用常规的分束器会话2编辑器，VirtualLabFusion提供了一个指导工具，允许用户一步一步地指定所有影响分束器设计的参数。 |,G=k,?_p  
YV 5kzq  
R>YDn|cWI  
k\J 6WT  
>[U.P)7;  
1. 通过应用设计带中的结构设计，所得到的传输函数可以转换为结构轮廓。2. 对于此转换，使用了薄元近似(TEA)。因此，所得到的结构与初始相位函数成正比。 <X{hW^??)  
3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。4. 要在不同的模拟场景中使用这种结构，需要从组件内部获取实际的采样表面或指定的堆栈。 2\:z 
 
*YI>Q@F9  
3X,SCG  
衍射分束器表面 yye(^  
:<}.3Q?&  
`PY>p!E  
L< gp "e  
    为了进一步评估，使用了通用光栅光学设置，其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪，以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 NSPa3NE  
xzRs;AXOp  
_%`<V!RT\  
)= ,Lfj8x  
+-|D$@8S  
oiS>:de%tc  
衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) DsY$  
%ys-y?r  
#{t?[JUn  
7JedS  
 一般光栅组件提供了薄元近似(TEA)和傅里叶模态方法(FMM)作为解决模型给定的光栅。 ``:AF:  
 薄元近似通常产生更快的结果，当结构小于波长的5倍,可能有精度问题，。 ?xTh}Sky  
 傅里叶模态方法允许一个严格的模拟，但需要更高的数值计算。 R&OqmhT!  
l5
m5H,`  
--~m{qmy  
<Rl:=(]i~  
光栅级次和可编程光栅分析仪 8-wW?YTG  
x*9CK8o=  
Ifc}=:nr  
    光栅级次分析仪提供了所有衍射阶的效率的概述，作为许多可能的输出。 Y\qiYra  
{c3u!}mW  
;bZIj`D(  
        使用可编程光栅分析仪，用户可以指定应计算的值。例如:总效率、均匀性误差、0阶效率 DM-8azq $  
7sQw&yUL)  
% 1+\N  
            设计与评估结果            相位功能设计 XQ
{G)  
            结构设计TEA评价 ]vPa A  
FMM评估            高度标度（公差） mh#dnxeR  
 _`bH$  
通用设置 ]J t8]w  
2g6G\F  
tv)U 7K0  
        提供多次运行文档，允许用户执行任意数量的设计，并提供根据特定标准筛选结果的选项。 \xH#X=J  
        通过这种方法获得了以下三个结果：我们将对其进行进一步评估。 Ua@rp3fr  
(X rrnoz  
纯相位传输设计 9\/T #EP  
WJ{hta  
oH/4opV  
Ch1+YZG  
结构设计 [U]ouh)  
[3s p  
Vs1j9P|G  
<&?gpRK  
R?Dbv'lp>  
        更深的分析 93Yo}6>  
•高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 FA.h?yfr  
•可以利用这一点来纠正零阶不期望的效率，从而改善均匀性。 G36}4  
•参数运行是执行此类调查的最佳工具。 H(^O{JC]y!  
_u`NIpXSP  
FT1h\K|a  
1`tE Hu.  
使用TEA进行性能评估 hSZ0 }/  
)V^J^1  
D&{7Av  
VOYuog 5o  
使用FMM进行性能评估 AQ!FJ(X(  
%"Y7 b2pPa  
%`%xD>![  
|\ 1?CYx  
进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 P
&/PCSf  
\(a9rZ9  
jb' hqz  
!@ml^&hP  
进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 d9XX^nY.  
OQ$77]XtvL  
!af35WF  
f:k3j}&  
进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 $X%GzrN  
l-yQ3/: