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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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    离线infotek
    科学家
     
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    光券
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    只看楼主 正序阅读 楼主  发表于: 2023-08-09
    摘要 /QXs-T}d  
    bepYeT  
    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。 Flujwh@rg  
    =x0"6gTz>  
    ab aQJ|  
     V2s}<uG  
    设计任务 e#6&uFce  
    o`K^Wy~+k#  
    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 U aj`  
    !^l4EL5#  
     i9\\evJs  
    HCjn9  
    光栅级次分析模块设置 5d?!<(e6  
                           ah/6;,T  
    "26B4*  
    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。 dI0bTw|s/  
    (: TGev  
    H@2v<e@  
    %V%#y $l  
    ^Em@6fz[  
    1. 通过应用设计带中的结构设计，所得到的传输函数可以转换为结构轮廓。 Jh&~/ntmm_  
    2. 对于此转换，使用了薄元近似(TEA)。因此，所得到的结构与初始相位函数成正比。 j,56Lh%1  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 LA+$_U"Jk  
    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。 o ?va#/fk  
    RC8)f8n  
     f1Yv hvWL  
    衍射分束器表面 YoF\ MT]W  
    Jl> at  
     YZBzv2'\x  
    Xrj(,|  
    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。 {FJX  
     bL'#  
    [^U;  
    ?b@q5Y  
    X&9^&U=e  
     FU5LY XCs  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) T^'*_*m  
    3%[)!zKv  
     5xMA~I0c  
    7TV>6i+7  
     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。 tIxhSI^  
     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，。 co<2e#p;  
     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。 )l!J$X+R  
    yp[<9%Fi  
     d^Zo35X  
    +Q SxYV  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 sd]54&3A  
    &?/N}g@K  
     ,#E3,bu6_4  
    光栅级次分析仪提供了所有衍射阶的效率的概述，作为许多可能的输出。 A*\o c  
    GhG%>U#&a  
    24H^ hN9  
    使用可编程光栅分析仪，用户可以指定应计算的值。例如:总效率、均匀性误差、0阶效率 ~j/bCMEf!  
    P\q<d  
    lBlSNDs  
    设计与评估结果 zj~nnfoys  
    相位功能设计 J ?ztn  
    结构设计 "ibK1}-  
    TEA评价 s6uF5]M;2  
    FMM评估 g[#k.CuP  
    高度标度（公差）     zB#_:(1qK  
    Mvy6"Q:  
    通用设置 jw/'*e  
    N{1.g S  
    t(J![wB}  
    提供多次运行文档，允许用户执行任意数量的设计，并提供根据特定标准筛选结果的选项。 C1X}3bB  
    通过这种方法获得了以下三个结果：我们将对其进行进一步评估。     !Qv5"_  
    vF9*tK'   
    5nMkd/  
    纯相位传输设计     9GMH*=3[=  
    %^a]J"Ydi8  
     y 2z{rd  
    "XGD:>Q.  
    结构设计 tt+>8rxF:;  
    " Sc5qG  
     )ZT6:)  
    'ox0o:  
    u iBl#J Q  
    更深的分析 vC{ h2A  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 WW//heJe-  
    •可以利用这一点来纠正零阶不期望的效率，从而改善均匀性。 \p5|}<Sr)  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 a$C2}  
    0zg2g!lh  
     #d7N| 9_  
    k0H?9Z4k5  
    使用TEA进行性能评估 4^0d)+Ff  
    J?._/RL8-  
     1pd 9s8CA  
     8h*t55  
    使用FMM进行性能评估 Qo'yS"g<9)  
    3.Ji5~  
     O{PW  
    x1t{SQ-C  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 _,DO~L  
    } sf YCz  
     w?kGi>7E  
    |:./hdcad  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 4F}Pu<;  
    ETM2p1 ru0  
     d2RnQA  
     2ubmsbt$  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 ~V @;(_T  
    0yn[L3x7  
     +C'XS{K,#  
     [-4KY4R  
    VirtualLab Fusion技术 tC^ 1}  
    8h@q  
     VLiIO"u;  
    cI2Fpf`2Wj  
     
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