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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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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2025-03-10
    摘要 CBF>157B  
    bGSgph  
    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。 XFX:) l#o  
    1Ju{IEV  
    CE+\|5u W  
     Uh7kB`2  
    设计任务 G.BqT\ o'  
    =6%0pu]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 V1Fdt+#  
    Q"(i  
     g,q&A$Wi  
    {X<tUco  
    光栅级次分析模块设置 aFbA=6  
                           |fa3;8!96  
    hio{: (  
    使用常规的分束器会话2编辑器，VirtualLabFusion提供了一个指导工具，允许用户一步一步地指定所有影响分束器设计的参数。 0ogTQ`2Z:  
    kdF# Nm  
    x JepDCUJ>  
    sF}E =lY  
    ;,F}!R  
    1. 通过应用设计带中的结构设计，所得到的传输函数可以转换为结构轮廓。 AMkjoy3+]  
    2. 对于此转换，使用了薄元近似(TEA)。因此，所得到的结构与初始相位函数成正比。 W"~G]a+  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 dM$]OAT  
    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。 gsZCWT  
    =*I>MgCJ  
     2'/ ip@  
    衍射分束器表面 uODpIxN  
    ,qC_[PUT  
     0t<TZa]V  
    |}#Rn`*2y  
    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。 |KkVt]ZQe9  
    d F),  
    N L~}  
    ./[t'dgC  
    =b6Q2s,i  
     B!9<c9/ P]  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) G<>`O;i  
    7$/ O{GBJ  
     \N!k)6\  
    &"25a[x{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。 Wb^YqqE  
     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，。 0OlB;  
     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。 eH75: `  
    I]zCsT.  
     0Y[mh@(  
    ( vgoG5  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 TqzkF7;k4  
    W4X=.vr  
     rq+E"Uj?  
    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。 e)GFJ3sW_  
    02bv0  
    $+ lc;N  
    使用可编程光栅分析仪，用户可以指定应计算的值。例如:总效率、均匀性误差、0阶效率 R ]HHbD&;  
    {Pdy KgM  
    vrQ/Yf:\B  
    设计与评估结果 XlR.Y~  
    相位功能设计 bW[Y:}Hk~  
    结构设计 `@-H ;  
    TEA评价 PT|t6V"wd  
    FMM评估 Gi?"  
    高度标度（公差）     `WX @1]m  
    tP7l ;EX4  
    通用设置 0~)cAKus  
    yX<Sk q  
    ?!cUAa>iH  
    提供多次运行文档，允许用户执行任意数量的设计，并提供根据特定标准筛选结果的选项。 #2/k^N4r  
    通过这种方法获得了以下三个结果：我们将对其进行进一步评估。     1iig0l6\m  
    FG'F]f c%  
    A6pPx1-&  
    纯相位传输设计     6-j><'  
    w}X<]u  
     c|IH|y  
    K-Y;[+#g1o  
    结构设计 4ZSc'9e9  
    L >Y%$|4  
     5Ta<$t  
    Jvgx+{Xu  
    R:fERj<s  
    更深的分析 j/ow8Jmc*  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 ^FIpkhw  
    •可以利用这一点来纠正零阶不期望的效率，从而改善均匀性。 .T#h5[S2x  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 !.Eua3:V*  
    j.= VZ  
     F4`ud;1H  
    fX^ <H_1$G  
    使用TEA进行性能评估 Gx,<|v  
    $~W =)f9  
     =c8xg/  
     `O/1aW1  
    使用FMM进行性能评估 #{-B`FAQ  
    ckykRqk}  
     FhpS#, Y$  
    Bi:%}8STH  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 #Ie/|  
    "}fJ 2G3  
     waT'|9{  
    n W:P"L  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 oG{0 {%*@  
    o"wvP~H  
     3)cH\gsg9  
     4AW-'W  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 gc,%A'OR^<  
    Kg?(Ax4  
     &6deds  
     Fab gJu  
    VirtualLab Fusion技术 S8>1l?UH  
    K@U[x,Sx  
     V7DMn@Ckw  
     
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