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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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    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: 2025-03-10
    摘要 DO7- =74=  
    qhV,u;\.  
    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。 5nMkd/  
    6 WA|'|}=  
    %^a]J"Ydi8  
     DC?21[60  
    设计任务 iEiu%T>  
    x r-;,W  
    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 42b.7E  
    "bD+/\ z  
     "%{,T  
    RDUT3H6~  
    光栅级次分析模块设置 p+orBw3  
                           7))y}N:p  
    \@Ee9C 13  
    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。 +<pVf%u5  
    N@k3$+ls  
    TA Ftcs:  
    {V}t'x`4c  
    If~95fy~c  
    1. 通过应用设计带中的结构设计，所得到的传输函数可以转换为结构轮廓。 C-Nuy1o  
    2. 对于此转换，使用了薄元近似(TEA)。因此，所得到的结构与初始相位函数成正比。 H"#)&a7  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 -h>Z,-DE6  
    4. 要在不同的模拟场景中使用这种结构，需要从组件内部获取实际的采样表面或指定的堆栈。 \:]DFZ=!  
    yOX&cZ[  
     >F/XZ C  
    衍射分束器表面 xU@1!%l@  
    seu ~'s-  
     ?TIV2m^?  
    q}#iV$dAj  
    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。 IZO@V1-m  
    fx<FIj7  
    d2RnQA  
    2ubmsbt$  
    ~V @;(_T  
     hdo&\Q2D8  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) J5O.*&  
    @'*eC}\E  
     W0Ktw6  
    24/ /21m  
     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。 wz|DT3"Xs  
     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，。 '9'l=Sh  
     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。 ;xfO16fNk  
    3I|O^   
     34z_+  
    Y!Drb-U?;  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 >L^xlm%7o  
    doBNghS  
     S"zk!2@C  
    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。 xZX`%f-  
    `3J' :Vh  
    (4~X}:  
    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 xPt*CB  
    }7.#Dj/r6  
    ;>DHD*3X  
    设计与评估结果 8q0I:SJy  
    相位功能设计 ?{eY\I  
    结构设计 !K[/L< Kv  
    TEA评价 N&"QKd l  
    FMM评估 Rv,82iEKs  
    高度标度（公差）     $ADPV,*gG  
    'f*O#&?  
    通用设置 s D_G)c  
    COSTV>s;  
    6a*83G,k  
    提供多次运行文档，允许用户执行任意数量的设计，并提供根据特定标准筛选结果的选项。 H8&p<=  
    通过这种方法获得了以下三个结果：我们将对其进行进一步评估。     \QGa 4_#  
    wZ jlHe  
    #1[z;Mk0  
    纯相位传输设计     B52yaG8C  
    1fY>>*oP  
     gXt O*Rfqk  
    l xe`u}[  
    结构设计 LKx`v90p  
    <#y*h8IZ@t  
     !{(ls<  
    tw<P)V\h  
    3V}(fnv  
    更深的分析 7Lg7ei2mN7  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 :m K xa  
    •可以利用这一点来纠正零阶不期望的效率，从而改善均匀性。 ? Vp%=E  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 ;'}'5nO=$  
    m; o4Fu  
     Iyyo3awc  
    RDJ+QOVKg  
    使用TEA进行性能评估 b/u8} J  
    Q_]~0PoH  
     fagM7)x  
     (rcMA>2=  
    使用FMM进行性能评估 \0?$wIH?  
    2JZdw  
     I8u!\F  
    {q,?<zBzu  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 s?c JV `  
    OPuj|%Wgw  
     T@P!L  
    `\N]wlB2/b  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 E!! alc{  
    ,q#2:b<E  
     q@l(Qol  
     CxDcY  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 (.?ZKL  
    \|%E%Yc  
     ORBxD"J&  
     :, _!pe;H  
    VirtualLab Fusion技术 I\zemW!  
    Fp%Ln(/m  
     g)R1ObpZ  
     
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