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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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    光券
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2025-03-10
    摘要 <4Ak$ E %"  
    ioZ2J"s  
    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。 nkpQM$FW  
    ]^s4NXf+  
    f1JvP\I0Q  
     a+MC[aFr  
    设计任务 }ts?ZR^V,  
    Rq;R{a  
    使用近轴近似的衍射1：7×7分束器的初步设计通过严格分析，进一步优化零阶均匀性和影响 r!(~Y A  
    *FO']D  
     #ujcT%1G  
    \A':}<Rj  
    光栅级次分析模块设置 g|W~0A@D  
                           ;]p#PNQ0  
    nHA2p`T  
    使用常规的分束器会话2编辑器，VirtualLabFusion提供了一个指导工具，允许用户一步一步地指定所有影响分束器设计的参数。 0O[q6!&]  
     ;v.l<AOE  
    ZM<1;!i  
    r&^4L  
    M5D,YC3<  
    1. 通过应用设计带中的结构设计，所得到的传输函数可以转换为结构轮廓。 !Qn:PSk  
    2. 对于此转换，使用了薄元近似(TEA)。因此，所得到的结构与初始相位函数成正比。 a-hF/~84S:  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 olh|.9Kdj}  
    4. 要在不同的模拟场景中使用这种结构，需要从组件内部获取实际的采样表面或指定的堆栈。 z. 7 UfLV9  
    %uQ^mK  
     N!hp^V<7  
    衍射分束器表面 IUwY/R9Q  
    yfYAA*S!z  
     5Pn$@3  
    R D)dw  
    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。 bE0cW'6r  
    xJ,V !N  
    SdN|-'qf  
    .0Cpqn,[  
    jMgNi@  
     +i{&"o4}  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) 9-9`;Z  
    7HFw*;  
     yh} V u  
    24]O0K  
     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。 ZcIwyh(`  
     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，。 0YW<>Y`6  
     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。 TqCzpf&&h/  
    !k Hpw2  
     u2o6EU`  
    DOf[?vbu  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 <^OGJ}G  
    RfFeAg,]/  
     c[ga@Vy  
    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。 R$wo{{KX  
    ig3uY#  
    I9TOBn|6   
    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 t4 $cMf  
    D L<r2h  
    ; *r5 d+]  
    设计与评估结果 'lg6<M%#[  
    相位功能设计 *=)%T(^  
    结构设计 q>f1V3  
    TEA评价 a'W-&j  
    FMM评估 enE8T3   
    高度标度（公差）     m8#+w0p)  
    Lw1~$rZg  
    通用设置 e*=N\$  
    ,,lrF.  
    N'3Vt8o,  
    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。 7l%O:M(\  
    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。     cC b'z1  
    ^DM^HSm  
    tBp dKJn##  
    纯相位传输设计     J_<ENs-  
    @'jC>BS8`  
     m<hR Lo  
    gVEW*8  
    结构设计 [$ vAjP  
    q>?uB4>^  
     ]FL=E3U  
    7J.alV4`/  
    CZuV{Oh}?  
    更深的分析 Ws{2+G~  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 Tz:mj  
    •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。 *C}vy`X  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 R6ca;  
    cEhwv0f!qS  
     ?1JS*LQ$  
    [2WJ>2r}6  
    使用TEA进行性能评估 IhhB^E|  
    T&j_7Q\;vI  
     $i7iv  
     M\ B A+  
    使用FMM进行性能评估 &>XIK8*  
    [yJcM [p\  
     W4Tuc:X5  
    pA&CBXio  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 A|Up >`QH  
    _ )b:F=4j  
     MDM/~Qpj_  
    oQ{(7.e7)  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 nB[Aw7^|A  
    8*k#T\  
     `%SFu  
     y 4j0nF  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 TO ^}z  
    pdUrVmW"'  
     Yg3Vj=  
     ""|vhgP  
    VirtualLab Fusion技术 .v?Ir)  
    8!(4;fN$j.  
     no~hYy W2  
     
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