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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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    光券
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2025-03-10
    摘要 d='z^vHK  
    X@Eq5s  
    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。 ;=: R|  
    I9*o[Jp5  
    Fp4?/-]  
     }Bw=2 ~  
    设计任务 $D5[12X  
    qyl~*r*  
    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 ^.Q{Aqu#.H  
    $>v^%E;Y4  
     8B;`9?CI  
    )<G>]IP<  
    光栅级次分析模块设置 toPA@V  
                           + EG.p  
    Y?%MPaN:  
    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。 u~<>jAy  
    %_u*5,w  
    S1uW`zQ!+_  
    E#Ynn6  
    0K>rc1dy  
    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。 QNFA#`H  
    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。 p`gg   
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 \sHM[n F0  
    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。 I /3=~;u  
    ;nLQ?eS\  
     J&^r}6D  
    衍射分束器表面 1j o.d  
    rsBF\(3b~  
     ]@l~z0^|[_  
    SZg+5MD;X  
    为了进一步评估，使用了通用光栅光学设置，其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪，以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 z QoMHFL3  
    W()FKP\??!  
    g-mK(kY4p  
    QC~B8]  
    gv `jeN  
     <<(~'$~,L  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) 2t1WbP1  
    *Dh.'bB!  
     ;knSn$  
    aO "JT  
     一般光栅组件提供了薄元近似(TEA)和傅里叶模态方法(FMM)作为解决模型给定的光栅。 51`w.ri  
     薄元近似通常产生更快的结果，当结构小于波长的5倍,可能有精度问题，。 9^0 'VRG  
     傅里叶模态方法允许一个严格的模拟，但需要更高的数值计算。 .)|jBC8|}  
    *bn9j>|iv  
     h1fJ`WT6,  
    'Twi @I  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 5 W(iU  
    DBCL+QHA  
     dcU|y%k%  
    光栅级次分析仪提供了所有衍射阶的效率的概述，作为许多可能的输出。 WSDNTfpI  
    f: 7Y  
    F xFK  
    使用可编程光栅分析仪，用户可以指定应计算的值。例如:总效率、均匀性误差、0阶效率 ~SM2W%  
    ( 4ow0}1  
    Q C~~  
    设计与评估结果 rC_K L  
    相位功能设计 :KX/`   
    结构设计 1Od: I}@  
    TEA评价 _?kf9.  
    FMM评估 q,u >`]}  
    高度标度（公差）     HxZ4t  
    _I{&5V~z  
    通用设置 l[ @\!;|  
    +6gS]  
    C+5^[V  
    提供多次运行文档，允许用户执行任意数量的设计，并提供根据特定标准筛选结果的选项。 #l;Ekjfz  
    通过这种方法获得了以下三个结果：我们将对其进行进一步评估。     MLBZmM '  
    OFRzzG@  
    }'H Da M  
    纯相位传输设计     `9K'I-hv<8  
    /f%u_ 8pV%  
     apY m,_  
    qh.c#t  
    结构设计 {GWcw<g.B  
    e1<28g  
     &`>*3m(  
    c |C12b[  
    'c &Bmd40  
    更深的分析 <V6#)^Or  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 +nJ}+|@K  
    •可以利用这一点来纠正零阶不期望的效率，从而改善均匀性。 oAvJ"JH@i  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 ;F5B)&/B  
    *D<sk7  
     2tWUBt\,g  
    L~mL9[(,  
    使用TEA进行性能评估 Z@ I%ppd  
    40g&zU-  
     x,7a xx6  
     PA5g]Tz  
    使用FMM进行性能评估 .}Zmqz[  
    H}U&=w'  
     A<TJ3Jp]  
    7#g C(&\A  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 Fa/i./V2  
    *=2jteG=3.  
     eM9~&{m.  
    yS3x))  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 %pwm34  
    j|[s?YJl  
     uq 6T|Zm  
     T|{BT! W1E  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 a:;*"p[R  
    d!gm4hQhl  
     +Nza@B d  
     rg'? ?rq  
    VirtualLab Fusion技术 T8KhmO  
    h h8UKEM-  
     M?\)&2f[Z  
     
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