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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 tJ\ $%  
    E7:xPNU  
    直接设计非近轴衍射分束器仍然是一个挑战。由于衍射角相当大，元件的特征尺寸与工作波长在相同的数量级上。因此，设计过程超出了近轴建模方法。因此，在这个例子中，迭代傅里叶变换算法(IFTA)和薄元素近似(TEA)用于衍射元素的初始设计结构，和傅里叶模态方法(FMM)随后应用于严格的性能评估。 NBYJ'nA%;f  
    K3yQ0k |  
    .,bpFcQ  
     xh;V4zK@`  
    设计任务 g'(bk@<BP  
    .-KI,IU  
    使用近轴近似的衍射1：7×7分束器的初步设计通过严格分析，进一步优化零阶均匀性和影响 C$OVN$lL`8  
    ZEP?~zV\A  
     m9 h '!X<  
    1qRquY  
    光栅级次分析模块设置 lB,1dw2(T  
                           4l$OO;B  
    `^bP9X_a  
    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。 O$,F ga  
    )kpEcMlR  
    u^" I3u8$  
    c|&3e84U  
    u"[f\l  
    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。 S /hx\TzC  
    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。 IOy0WHl|  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 x'GB#svi  
    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。 `q^#u  
    mci> MEb  
     =&}@GsXdo  
    衍射分束器表面 DX s an  
    $|N6I  
     "rv~I_zl  
    Eb8pM>'qM  
    为了进一步评估，使用了通用光栅光学设置，其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪，以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 _f1o!4ocx  
    2}hJe+#v  
    M3(N!xT  
    AkhG~L  
    sg2;"E@  
     *WwM"NFHDd  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) m{\ & k  
    4&iQo'  
     5'AP:3Gf"  
    &N~Eu-@b  
     一般光栅组件提供了薄元近似(TEA)和傅里叶模态方法(FMM)作为解决模型给定的光栅。 Ez3fL&*  
     薄元近似通常产生更快的结果，当结构小于波长的5倍,可能有精度问题，。 cS ~OxAS  
     傅里叶模态方法允许一个严格的模拟，但需要更高的数值计算。  :Sq] |)  
    g6GkA.!X$  
     @N=vmtLP  
    cU1o$NRx  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 W__ArV2Z_  
    kwI``7g8*e  
     @-U\!Tf  
    光栅级次分析仪提供了所有衍射阶的效率的概述，作为许多可能的输出。 \ TV  
    U0x A~5B  
    J<$@X JLS  
    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 nV' 1 $L#  
    acd[rjeT  
    osW"wh_  
    设计与评估结果 3:J>-MO  
    相位功能设计 VD;*UkapZx  
    结构设计 Un?|RF  
    TEA评价 RRL{a6(?  
    FMM评估 d:=' Xs  
    高度标度（公差）     ){^J8]b7#  
    ++cS^ Lo  
    通用设置 r&gvP|W%  
    @DN/]P  
    >jm(2P(R   
    提供多次运行文档，允许用户执行任意数量的设计，并提供根据特定标准筛选结果的选项。 `m,4#P-kj  
    通过这种方法获得了以下三个结果：我们将对其进行进一步评估。     Q6h+.  
    gq=t7b  
    b^o4Q[  
    纯相位传输设计     X1j8tg  
    9vI~vl l  
     fvu{(Tb  
    mRk)5{  
    结构设计 odv2(\  
    U3(+8}Q  
     8z=# 0+0  
    m,.Y:2?*V  
    |[\;.gT K  
    更深的分析 o) )` "^  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 _imuyt".+  
    •可以利用这一点来纠正零阶不期望的效率，从而改善均匀性。 D"7}&Ry:  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 RSX27fb4  
    |RX#5Q>z  
     K-RmB4WI  
    @N*|w Kc+  
    使用TEA进行性能评估 Uh }PB3WZ  
    .-gJS-.c  
     _CwTe=K}  
     -3Kh >b)  
    使用FMM进行性能评估 }7 N6n Zj`  
    c-w #`  
     j G8;p41  
     a_?sJ  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 9"~ FKMN  
    y|`-)fY  
     `DM%a~^yg  
    I G1];vX  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 ,H=k5WA4m  
     N' hT  
     ;ALWL~Xm  
     MAh1tYs4D  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 (x=$b(I  
    H& |/|\8F  
     ImXYI7PL  
     1%Xh[  
    VirtualLab Fusion技术 q*I*B1p[m  
    l\<.*6r  
     k^5Lv#Z  
    j.E=WLKV*  
     
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