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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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    光币
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    光券
    0
    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2023-08-09
    摘要 },v&rkwR  
    !*5_pGe  
    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。 D/cg7  
    C_-%*]*,j  
    ,!r@9T  
     {hM"TO7\  
    设计任务 Y}S.37|+^  
    'V1!&Q6  
    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 t@6w$5:}  
    O%52V|m}{  
     jmSt?M0.xV  
    !ZX&r{pJp  
    光栅级次分析模块设置 <o ~t$TH  
                           5`{=`  
    *q}FV2  
    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。 k{_1r;  
    +)?,{eE|  
    Bpm,mp4g\#  
    k&yQ98H$K"  
    7&h\l6}Yh  
    1. 通过应用设计带中的结构设计，所得到的传输函数可以转换为结构轮廓。 z1kBNOr  
    2. 对于此转换，使用了薄元近似(TEA)。因此，所得到的结构与初始相位函数成正比。 )y(oHRCp->  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 - Sx0qi'%  
    4. 要在不同的模拟场景中使用这种结构，需要从组件内部获取实际的采样表面或指定的堆栈。 l},dQ4R  
    hH#lTye  
     z/)$D  
    衍射分束器表面 :,jPNuOA  
    EG%I1F%  
     -!@H["  
    @51z-T  
    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。 (Z5q&#f  
    dJloH)uJZ>  
    GI}4,!^N  
    yq1Gqbh l  
    DE5d]3B  
     s;anP0-O  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) AbL5 !'  
    @<|6{N<  
     :wFb5"  
    >ze>Xr'm5=  
     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。 R_t~UTfI;  
     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，。 +d.u##$  
     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。 3(aRs?/ O  
    ]gb _Nv  
     G!nl'5|y  
    [SK2x4  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 ur?d6 a  
    XAw2X;F%  
     kZJt ~}  
    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。 zB;'_[8M  
    7We?P,A\;  
    2j2mW>Z  
    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 C_6GOpl  
    Cq-hPa}2  
    ~ &t!$  
    设计与评估结果 $$k7_rs  
    相位功能设计 >?^~s(t  
    结构设计 h1n*WQ-  
    TEA评价 mYntU^4f  
    FMM评估 yb[{aL^4%  
    高度标度（公差）     976E3u"Vt  
    s.|!Ti!]  
    通用设置 d^ 2u}^kG  
    vEu Ka<5  
    -L+\y\F  
    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。 E%-Pyg*  
    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。     1, m\Q_  
    n/ui<&(  
    CW.&Y?>Tv  
    纯相位传输设计     >L#];|  
    K%98;e9  
     ?R dmKA  
    `Af{H/qiI  
    结构设计 Gtj (  
    83mlZ1jQz  
     *!._Ais,\  
    pw0Px  
    u)<Ysx8G  
    更深的分析 pYYqGv^oa  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 H+S~ bzz  
    •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。 SNQz8(O  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 <9Lv4`]GU5  
    pWWL{@J  
     ZC3tbhV  
    b=6MFPbg  
    使用TEA进行性能评估 LXBbz;vYl  
    uPa/,"p  
     v[0DE*p  
     s-QM 6*  
    使用FMM进行性能评估 {Q{lb(6Ba  
    )2iM<-uB  
     Xz;et>UD*B  
    -9=M9}eDF  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 \(.nPW]9  
    BNAguAxWo  
     {DKXn`V  
    BSx j~pun  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 kvMk:.  
    v7s ]  
     Z7tU0  
     Q'n(^tbL  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 >yV)d/  
    W&fW5af9  
     Ss"|1]acP  
     [@,OG-"&  
    VirtualLab Fusion技术 FRl3\ZDqrb  
    YQN]x}:E+4  
     GM)\)\kNF  
    ?noETHz)  
     
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