[技术]非近轴衍射分束器的设计与严格分析 [复制链接]

rd1&?X  
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。 6CU8BDN  
u-k?ef  
Rb~Kyy$  
r/O(EW#=8  
设计任务 Qg _?..%  
73.o{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 Z?hBn`.  
W3 8=fyD  
xD1B50y U  
8a)EL*LH`  
光栅级次分析模块设置 $9DZ5"  
                       z4J-qK~2  
ccm <rZ7  
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。 r$\g6m  
%e1vq  
V`WfJ>{;Z  
+ic~Sar  
xSOL4  
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。 Cm;N5i  
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。 jv|IV  
3.d=1|E  

-I8%  
衍射分束器表面 ld@f:Zali  
kkOYC?zE?  
kh,M'XbTo  
%""Cac
X  
    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。 ?I@3`?'  
t583Q/1@  
FUcs=7c  
ga~vQ7I_  
;Ok11wOw  
DU7Ki6  
衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) x)*/3[  
-owfuS?i=  
i~FCt4  
q2<J`G(tZ  
 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。 yauP j&^R  
 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，。 eO9nn9lql  
 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。 [a |fm*B!  
F#<PFT4i  
+`4}bc,G  
B6pz1P?e}  
光栅级次和可编程光栅分析仪 /Bwea];^Q  
Jb$z(?S  
Vut.oB$ ~  
    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。 h?1pGz)[C  
vaxg^n|v9  
8 [."%rzN  
        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 IIR?@/q  

Em]T.'y  
IGqmH=-  
            设计与评估结果            相位功能设计 %8{_;-f  
            结构设计TEA评价 d!LV@</  
FMM评估            高度标度（公差） jh?7+(Cw  
RtW5U8  
通用设置 uE|[7,D7;u  
t/D Q<B_  
&Egn`QU  
        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。 J-ZM1HoB  
        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。 =dw1Q  
z0UO<Y?9  
纯相位传输设计 eJA{]^Zf  
Uy1xNb/d  
#~f+F0#%?  
$^XPk#$m  
结构设计 D7(t6C=FP  
mT>p
:G  
.
#eXNyCe  
=iQm_g  
c\'pA^m6  
        更深的分析 Iq=B]oE  
•高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 &;skB.  
•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。 Y_B 4s-  
•参数运行是执行此类调查的最佳工具。 {.OoOqq9  
wEbs E<</  
[-gKkOT8E  
*;d)'7<  
使用TEA进行性能评估 DnFl*T>  
O
s!2
2 O  
zLqp@\sT  
79x9<,a)  
使用FMM进行性能评估 t5APD?5 c  
11T\2&Q  
@(?4g-*E  
pd
Hb  
进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 3ky+qoe  
<^_?hN8.  
gc~h!%'.I  
@/(7kh+  
进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 N8q Z{CWn  
kAliCD)  
EM/+1 _u  
4Z<l>!  
进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 =ol][)Bd  
PI \,`^)y