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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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    光券
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2025-03-10
    摘要 * #yF`_p  
    \!ZA#7  
    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。 di\.*7l?  
    I|X`9  
    gtKih  
     >,6  
    设计任务 oj8r*  
     \XDiw~0  
    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 g#S X$k-O  
    pY&6p~\p  
     e=Ox~2S  
    GSA+A7sZ  
    光栅级次分析模块设置 +17!v_4^  
                           3.Fko<D4jD  
    F|%PiC,,qO  
    使用常规的分束器会话2编辑器，VirtualLabFusion提供了一个指导工具，允许用户一步一步地指定所有影响分束器设计的参数。 [* xdILj  
    Ar-Vu{`  
    L*0YOE%=]  
    u#6s^ )W  
    Q Xd`P4a  
    1. 通过应用设计带中的结构设计，所得到的传输函数可以转换为结构轮廓。 N"9^A^w8k  
    2. 对于此转换，使用了薄元近似(TEA)。因此，所得到的结构与初始相位函数成正比。 'o='Q)Dk  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 #JUh"8N'  
    4. 要在不同的模拟场景中使用这种结构，需要从组件内部获取实际的采样表面或指定的堆栈。 "6,fIsU  
    l;M,=ctB(  
     :tWk K$  
    衍射分束器表面 F:zmO5L5  
    y&\4Wr9m  
     FM]clC;X?  
    5;`Ot2  
    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。 73qE!(  
    WUS%4LL(  
    [3dGHf;miw  
    4s{=/,f  
    |AvPg  
     6AIqoX*p  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) &Wy>t8DIK  
    R3g)LnN  
     =Ti!9_~  
    2)BO@]n  
     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。 $uLTYu  
     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，。 gX"  
     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。 8Hq4ppC  
     $H*8H`  
     RIkIE=+6  
    k7uX!}  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 2K4Xu9-i:b  
    8{Wl   
     {?Slo5X|  
    光栅级次分析仪提供了所有衍射阶的效率的概述，作为许多可能的输出。 "Lvk?k )hx  
    _J*l,]}S  
    A}"|_ &E  
    使用可编程光栅分析仪，用户可以指定应计算的值。例如:总效率、均匀性误差、0阶效率 nLL2/!'n  
    "%K'~"S#Q,  
    #-%D(=&I  
    设计与评估结果 +<$(ez  
    相位功能设计 gpq ,rOIK  
    结构设计 @de  ZZ  
    TEA评价 @Ez>?#z  
    FMM评估 >QDyG8*  
    高度标度（公差）     IlF_g`  
    k8G4CFg}wP  
    通用设置 aj|3(2;Kp  
    R(t%/Hvs$  
    mN-O{k0\  
    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。 ^5Y<evjm  
    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。     J"#6m&R_q  
    sudh=_+>  
    h~QQ-  
    纯相位传输设计     e!=7VEB  
    |>P:R4P  
     N?3p,2  
     Z/Wf  
    结构设计 hxdjmc-  
     Ju5Dd\  
     zEjl@Kf  
    shGUG;  
    C{U*{0}  
    更深的分析 p7+>]sqX  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 RJ'za1@z;b  
    •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。 <|'ETqP<+  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 (]k Q9}8  
    @Y,t]  
     Gy+c/gK  
    t(<k4ji,  
    使用TEA进行性能评估 LQqba4$  
    qAp <OJ  
     l`75BR  
     &n]v  
    使用FMM进行性能评估 K}q5,P(  
    <=!t!_  
     GRpwEfG  
    {Mo[C%  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 Nnn~7  
    0^L:`[W+  
     )a!f")@uz  
    d~.hp  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 R,7.o4Wt  
    %/)z!}{  
     7aRy])x  
     5T"h7^}e  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 Q?.9BM1V  
    E690'\)31  
     {OQ)Np!  
     F" G+/c/L  
    VirtualLab Fusion技术 ]=3hH+1 a  
    {y|.y~vW  
     z$Z%us>io  
     
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