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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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    在线infotek
    科学家
     
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2023-08-09
    摘要 SB;Wa%  
    3}+/\:q*  
    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。 `SG70/  
    }Q%>Fv  
    Cse0!7_T  
     jTqba:q@  
    设计任务 nqH^%/7)A@  
    EW!$D  
    使用近轴近似的衍射1：7×7分束器的初步设计通过严格分析，进一步优化零阶均匀性和影响 01dx}L@hz  
    V.4j?\#%  
     I*ej_cFQ^  
    JC#@sJ4az)  
    光栅级次分析模块设置 T'V(%\w  
                           .$yw;go3  
    DYl^6 ]  
    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。 i-<=nD&?t  
    (kHR$8GFM  
    JTI m`t"d=  
    wv7jh~x(4  
    SUEw5qitB  
    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。 ZMe|fn  
    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。  -{wuF0f  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 H>r-|*n  
    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。 sV6A& Aw  
    fH.W kAE1  
     1Q%.-vs  
    衍射分束器表面 @v'D9 ?  
    rEf\|x=st:  
     xo%iL  
    =oTYwU  
    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。 H>] z=w~  
    |x4yPYBL  
    t[maUy _A  
    KFhn}C3 i  
    %8tN$8P  
     [E^X=+Jnz  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) $P-m6  
    vraU&ze\1  
     >SJ$41"E  
    vz:0"y  
     一般光栅组件提供了薄元近似(TEA)和傅里叶模态方法(FMM)作为解决模型给定的光栅。 U,M,E@  
     薄元近似通常产生更快的结果，当结构小于波长的5倍,可能有精度问题，。 YUb,5Y0  
     傅里叶模态方法允许一个严格的模拟，但需要更高的数值计算。 OT[m g4&  
    s,v#lJ]d0W  
     V[M#qZS  
    VB\6S G  
    光栅级次和可编程光栅分析仪  =s]{  
    ]*@$%iCPE  
     J){\h-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。 ]mj+*l5  
    =QfKDA  
    de6dLT>m  
    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 Qzhnob#C9  
    #[W[ |m  
    <`3(i\-X  
    设计与评估结果 C6M/$_l&a  
    相位功能设计 b1u'ukDP\  
    结构设计 D.o|($S0  
    TEA评价 XgKG\C=3  
    FMM评估 -9I%   
    高度标度（公差）     }# x3IE6'  
    'lk74qU$  
    通用设置 +-\9'Q  
    V^z;^mdd  
    D,j5k3< #  
    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。 7 !.8#A':  
    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。     F\R}no5C  
    emB D@r  
    -l@W)?$  
    纯相位传输设计     b6Hk20+B;  
    l&Ghs@>Kl  
     \,gZNe&Vv  
    }.) 43(>]  
    结构设计 xJLO\B+gM  
    u^$Md WP  
     .GN$H>')  
    9:i,WJO  
    0r ; nz]'  
    更深的分析 u2B W]T]  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 ]C6[`WF  
    •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。 k3 [h'.ps  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 ]3,.g)U*m  
    9*+0j2uhQ  
     %Dls36F  
    z~e~K`S  
    使用TEA进行性能评估 $A@3ogoS&  
    w LN2`ucC  
     niEEm`"  
     -,A5^>}%,Y  
    使用FMM进行性能评估 \ e8*vos  
    6q[!X0u  
     ;3}EB cw)  
    % rY8  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 B=bI'S8\  
    "E|r3cN  
     ,e FQ}&^A  
    UxcDDa/j2T  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 L sDzV)  
    ,PMb9 O\B  
     EY&C [=  
     Qy^z*s  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 sMS9!{A  
    L^Q+Q)zTh  
     3).o"AN  
     "gvw0)  
    VirtualLab Fusion技术 Mev-M2A  
    7{^4 x#NO  
     a5}44/%  
    NVc! g  
     
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