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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
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2023-08-09
    摘要 l?swW+ x\  
    %!QY:[   
    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。 )Qx&m}  
    JBvP {5  
    _!C'oG6s?  
     #\r5Q>  
    设计任务 0@*EwI  
    NlV,] $L1T  
    使用近轴近似的衍射1：7×7分束器的初步设计通过严格分析，进一步优化零阶均匀性和影响 pG9qD2C f  
     R7-+@  
     jbK<"T5  
    g7nqe~`{  
    光栅级次分析模块设置 Zi~-m]9U  
                           @8s:,Y_  
    (D rDWD4_  
    使用常规的分束器会话2编辑器，VirtualLabFusion提供了一个指导工具，允许用户一步一步地指定所有影响分束器设计的参数。 3 tIno!|  
    [d/uy>z,  
    &Eqa y'  
    0R[onPU_vZ  
    sFWH*k dP?  
    1. 通过应用设计带中的结构设计，所得到的传输函数可以转换为结构轮廓。 v^QUYsar  
    2. 对于此转换，使用了薄元近似(TEA)。因此，所得到的结构与初始相位函数成正比。 Zfub+A  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 1>e%(k2w%  
    4. 要在不同的模拟场景中使用这种结构，需要从组件内部获取实际的采样表面或指定的堆栈。 v05B7^1@_  
    %K|+4ZY3  
     ?v$kq}Rg  
    衍射分束器表面 VUE6M\&z>  
    HtbN7V/  
     CH3bpZv  
    3D/<R|p  
    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。 FfR%@ V'  
    %h-?ff[  
    {u,yX@F4l  
    Da8{==  
    Fi!XaO  
     xfJ&11fG2  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) skR I \  
    >[|Y$$  
     TB  
    YoEL|r|  
     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。 x9{&rl dC  
     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，。 R" '=^  
     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。 ui#K`.dn  
    Xs7xZ$  
     c (Gl3^  
    Jg\1(ix  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 EM&;SQ;C9  
    T nG=X:+=  
     )@OKL0t  
    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。 q VcZF7  
    ~G ZpAPg*  
    'E#;`}&Ah  
    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 r=o\!sh[  
    P:8P>#L  
    ehCZhi~  
    设计与评估结果 Hg}@2n)/  
    相位功能设计 ?c!W*`yP  
    结构设计 -6./bB g  
    TEA评价 gQ@fe3[  
    FMM评估 31@m36? X  
    高度标度（公差）     hi(u L>\  
    ,\cO>y@  
    通用设置 L% cr `<~  
    )5(Ko <"  
    iB=v >8l%  
    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。 %ymM#5A  
    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。     V.k2t$@  
    r{~@hd'Aj  
    6%&RDrn  
    纯相位传输设计     6q!smM  
    9:l@8^_o  
     }1/`<m  
    H#+?)<UQ  
    结构设计 &InMI#0mV  
    yj+HU5L4  
     pd1V8PZSG  
    Ea7LPHE#  
    LBkAi(0rd  
    更深的分析 %wD<\ XRM  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 Xw2tCRzD  
    •可以利用这一点来纠正零阶不期望的效率，从而改善均匀性。 TT0~41&l  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 ~Ue t)y<  
    9J!@,Zsh  
     0f<$S$~h  
    NpIx\\d  
    使用TEA进行性能评估 N))G/m3  
    YdI&OzaroE  
     l$s8O0-'T  
     %?7j Q  
    使用FMM进行性能评估 < x==T4n/  
    =h{j F7  
     I>jDM  
    Gpauy=4f  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 GGY WvGE+  
    ?z2k 74&M^  
     #q5 L4uM9  
    50S >`qi2x  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 'Wn2+pd  
    w53+k\.  
     #CaT0#v  
     > $#v\8  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 k7\h- yn{  
    qrj:H4#VB  
     =[ $zR>o*%  
     ?5>Ep:{+/  
    VirtualLab Fusion技术 {'QA0K  
    U6pG  
     1gZW~6a}  
    m'Thm{Y,?n  
     
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