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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 @~4Q\^;NX  
    2:31J4t-<  
    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。 j k%MP6  
    U]Iypl`l  
    X~aD\%kC7  
     SR,id B&i  
    设计任务 bNUb  
    UStNUNCq  
    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 *rY@(|  
    eXHk6[%[  
     DNARe!pK  
    Lo'P;Sb4<}  
    光栅级次分析模块设置 [ n[!RddY  
                           eYQq@lrWv  
    ^E)Kse.>  
    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。 s Zan.Kc#  
     _\H MF  
    <<43 'N+  
    \DP*?D_}?  
    5t` :=@u  
    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。 &3 QdQ n,  
    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。 *Q?ZJS ~  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 h0YIPB  
    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。 n:hHm,  
    8PWx>}XPt  
     `m6>r9:  
    衍射分束器表面 NVEjUt/  
    ? o@5PL  
     ub C(%Y_k  
    2OXcP!\Y  
    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。 zp"Lp>i  
    RUJkfi=$  
    Dc,h( 2  
    0mJvoz\j8  
    5r=xhOe`  
     XIM!]  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) % D]vKv~<  
    2$>"4 N  
     `>M-J-J  
    %SKp<>;9  
     一般光栅组件提供了薄元近似(TEA)和傅里叶模态方法(FMM)作为解决模型给定的光栅。 g7($lt>  
     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，。 AlW0GK=N-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。 W6. )7Y,  
    K[tQ>C@s2  
     s}MD;V&0  
    <qG4[W,[  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 QEKRAPw  
    :]EAlaB4Q  
     k lLhi<*  
    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。 I{8fTod  
    \)\uAI-  
    bRSE"B  
    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] Ob9X  
     %2 A-u  
    9FB[`}  
    设计与评估结果 2nSX90@:  
    相位功能设计 9"KO!w  
    结构设计 ?hpT"N,hF9  
    TEA评价 U(lcQC`$  
    FMM评估 g@IV|C( *0  
    高度标度（公差）     m3Mo2};?  
    mAycfa  
    通用设置 g"k1O  
    ]V|rOtxb  
    Gm,vLs9H$T  
    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。 A 1b</2  
    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。     W'aZw9  
    \rXmWzl{  
    BMubN   
    纯相位传输设计     8nt3S m  
    6f"jl  
     $]V,H"  
    4 &r5M  
    结构设计 sK)fEx  
    @ |bN[XL  
     "r!>p\.0O  
    ]} D^?g^  
    )-98pp7~BB  
    更深的分析 J1i{n7f=@  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 } tq  
    •可以利用这一点来纠正零阶不期望的效率，从而改善均匀性。 MQs!+Z"m>  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 w %4SNR  
    Ban@$uf  
     cB$OkaG#  
    ]!7 %)  
    使用TEA进行性能评估 UQ0Sf u  
    fL0dy[Ch@  
     t>hoXn^-  
     AcZ{B<  
    使用FMM进行性能评估 lk.]!K$}  
    0P{^aSxTP  
     1NHiW v  
    noSkKqP  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 ^Rr!YnEN  
    <WXGDCj  
     #7 )&`  
    myq@X(K  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 \9HpbCHr  
    UB5CvM28  
     +8<|P&fH  
     PK C}!>2  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 (/mR p  
    _xKIp>A  
     1c5+X Cr  
     NO)Hi)$X6Y  
    VirtualLab Fusion技术 :Dt]sE _d  
    YC!IIE_  
     EZ,Tc ;f=  
    CP]nk0  
     
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