[技术]非近轴衍射分束器的设计与严格分析 [复制链接]

Hu$y8_Udw  
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。 hQ (84u  

M(?0c}z  
Mp?L9  
<,*3Av  
设计任务 iAo/Dnp2J  
Y?ZzFd,i&  
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 g#:P cl  
P
iN^/#D  
SW}?y%~  
H/y,}z  
光栅级次分析模块设置 G%ZP`  
                       &%`WXe-`R  
ly#jl5wmT  
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。 ' eh }t  
Kay\;fXT  
a}Z+"D  
b|-S;cw  
Eh*(N(`  
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。 `|2g&Vn  
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。 :(iBLO<x  
x~Dj2F]  
L'w]O -86  
衍射分束器表面 YQcaWd(  
s
YbmL`{  
Mc&Fj1h5  
6Ey@)p..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。 [RF6mWQ  
g`C\pdX"B  
6qSsr]  
7,zE?KG /  
_2Mpzv  
]iMqIh"  
衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) e%EO/ 2"  
!;;7:!)P  
GT<!e]=6  
>p'{!k  
 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。 pzZ+!d  
 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，。 ~1{ppc+  
 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。 3l"8_z
LP  
a7685Y  
O?O=]s u  
&$ud;r#  
光栅级次和可编程光栅分析仪 BOWO
H  
bObsj]  
dI|D c  
    光栅级次分析仪提供了所有衍射阶的效率的概述，作为许多可能的输出。 D^gS.X^  
%lD+57=  
}|%1LL^pB  
        使用可编程光栅分析仪，用户可以指定应计算的值。例如:总效率、均匀性误差、0阶效率 Ra"hdxH  
C57m{RH  
o{hX?,4i  
            设计与评估结果            相位功能设计 Au6Y]  
            结构设计TEA评价 H~^)^6)^T  
FMM评估            高度标度（公差） +~~2OUL  
}*C*!?p
cd  
通用设置 ":f]egq -  
\Hdsy="Dnh  
~GcWG4  
        提供多次运行文档，允许用户执行任意数量的设计，并提供根据特定标准筛选结果的选项。 &36SX<vZ  
        通过这种方法获得了以下三个结果：我们将对其进行进一步评估。 uaz!ze+  
)_1 GPS  
纯相位传输设计 j8nkNE]&  
LM+d3|gSV  
tt#dO@G#Fe  
QZtQogNy#  
结构设计 ~d].<Be  
]jYFrOMy4S  
l&}}Io$?@  
N/ f7"~+`  
{VKFw=$8  
        更深的分析 #qh ,  
•高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 aZ+><1TD  
•可以利用这一点来纠正零阶不期望的效率，从而改善均匀性。 :m(DRD  
•参数运行是执行此类调查的最佳工具。 6T4I,XrY_F  
~USt&?  
Zazff@O *  
wYg!H>5  
使用TEA进行性能评估 z~ywFk}KGd  
_CfJKp)  
Xjkg7p,HD@  
XbqMWQN*  
使用FMM进行性能评估 c!_c, vwrn  
TN1pg  
fCwE1r*^  
fGO\f;P  
进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 76wNZv)9  
7@ )  
wD=]U@t`,  
Ml7 (<J  
进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 K)BQ0v.:[  
*8WB($T}  
Qr9;CVW  
t*=[RS*  
进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 ](A2,F 9(U  
xC,x_:R`