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    [技术]非近轴衍射分束器的设计与严格分析 [复制链接]

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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2023-08-09
    摘要 IJBJebqL  
    vH?+JN"A  
    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。 uZ`d&CEh  
    "K$Wh1<7  
    8&A|)ur4  
    G5nj,$F+  
    设计任务 >5~Zr$  
    > ?{iv1  
    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 CWe>jlUQ  
    ;'Vipj   
    6=g]Y!o$  
    Jyz$&jqyr'  
    光栅级次分析模块设置 E ^SM`  
                           K0DXOVT\  
    J,0WQQnb  
    使用常规的分束器会话2编辑器,VirtualLabFusion提供了一个指导工具,允许用户一步一步地指定所有影响分束器设计的参数 lF}$`6  
    "J[i=~(  
    3VRZM@i  
    ug6f   
    WP@JrnxO\`  
    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。 D_19sN@0m  
    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。 .M53, 8X  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 6aF'^6+a  
    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。 ?4,*RCaI  
    6|9g4@Hy  
    X v7U<q  
    衍射分束器表面 hNq8 uyKx  
    $kD`$L@U  
    c]aK N  
    z^a!C#IX  
    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。  fBWJ%W  
    _^xh1=Qr}n  
    z5yb$-j  
    c2\rjK   
    =S[FJaIu7  
    i^s`6:rNu  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) S`2mtg  
    =FD`A#\C~  
    w[,?- Xm  
    sQ>B_Y!  
     一般光栅组件提供了薄元近似(TEA)和傅里叶模态方法(FMM)作为解决模型给定的光栅。 iQm.]A  
     薄元近似通常产生更快的结果,当结构小于波长的5倍,可能有精度问题,。 5fj  
     傅里叶模态方法允许一个严格的模拟,但需要更高的数值计算。 JJ N(M*;  
    EYJi6#  
    I"F .%re  
    1W}nYU  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 /:Z~"Q*r  
    &8X .!r`f  
    ,2 g M-  
    光栅级次分析仪提供了所有衍射阶的效率的概述,作为许多可能的输出。 Kixr6\  
    ,3J`ftCV  
    }4\!7]FVYX  
    使用可编程光栅分析仪,用户可以指定应计算的值。例如:总效率、均匀性误差、0阶效率 &Xn8oe  
    #E$Z[G]  
    2Pem%HE~P  
    设计与评估结果 B.Zm$JZ:  
    相位功能设计 lZS_n9Sc  
    结构设计 Xew1LPI  
    TEA评价 e$ XY\{  
    FMM评估 ;Oi[:Ck  
    高度标度(公差)
    [yYH>~SuwZ  
    C`yvBt40r  
    通用设置 _[$T29:8\]  
    c9*1$~(v0I  
    4[LLnF--  
    提供多次运行文档,允许用户执行任意数量的设计,并提供根据特定标准筛选结果的选项。 !Ig|m+  
    通过这种方法获得了以下三个结果:我们将对其进行进一步评估。
    fd5ZaE#f  
    :~ZqB\>i  
    *gM,x4Y  
    纯相位传输设计
    uXG`6|?  
    Hyq@O 8  
    JGk3 b=K  
    5q(]1|Se i  
    结构设计 J8u{K.( *7  
    qLQ <1>u  
    o[bE  
    t g KG&  
    9lZAa8Rxi  
    更深的分析 "wnpiB}  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 2qs>Bshf  
    •可以利用这一点来纠正零阶不期望的效率,从而改善均匀性。 7xv4E<r2  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 5|<yfk8*J  
    L25kh}Q#7  
    #gW /qJ  
     k#axt Sc  
    使用TEA进行性能评估 h&=O-5  
    biK)&6|`sa  
    Pl rkgS0J  
    ibd$%;bX3  
    使用FMM进行性能评估 P"(z jG9-  
    h`wMi}q'D  
    m,W) N9 M  
    F_A%8)N  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 GBH_r 0  
    Vs#"SpH{'  
    7|&e[@B  
    Y7<zm}=(/  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 up\oWR:  
    !_CX2|  
    [>W"R1/  
    lLb:f6N  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 ~7dM!g{W  
    ?QCmSK=L  
    nNt*} k  
    )E'Fke  
    VirtualLab Fusion技术 QGs1zfh*  
    D(y+1^>  
    vU=9ydAj?  
    bA}AD`5  
     
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