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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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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 05-25
    摘要 )Gh"(]-<  
    :Fm;0R@/k  
    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。 IlN9IF\9L  
    H?m9HBDpn  
    PB(mUD2"r  
    XFUlV;ek  
    设计任务 ~C\R!DN,  
    JS1$l+1  
    使用近轴近似的衍射1:7×7分束器的初步设计通过严格分析,进一步优化零阶均匀性和影响 1}%vZE2  
    pIXbr($  
    j(AN] g:  
    G\@ uj>Z  
    光栅级次分析模块设置 o $7:*jU  
                           D C{l.a.  
    ( d#E16y  
    使用常规的分束器会话2编辑器,VirtualLabFusion提供了一个指导工具,允许用户一步一步地指定所有影响分束器设计的参数。 8' M4 3n  
    'avzESe~'  
    (J I4ibP  
    ^_0zO$z,  
    (P%{Tab  
    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。 :D|"hJ  
    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。 +*Y/+.4WE$  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 dfAnOF"-  
    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。 >> yK_yg  
    G~b/!clN  
    C@3a/<6m  
    衍射分束器表面 5?9K%x'b  
    Ro\ U T64  
    ~4IkQ|,  
    #fk#RNt  
    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。 Kx==vq%39  
    lgWEB3f .  
    W@Et  
    C^oj/} ^  
    =BW;n]ls  
    R~TzZ(Ah]  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) X` r~cc  
    _ `5?/\7  
    cih[A2lp  
    y:,Ro@H%  
     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。 ]@LeyT'cY  
     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,。 WD.td  
     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。 1X. E:  
    as%@dUK?  
    {HoeK>rd  
    ~nLE?>x|Z  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 LGu K@^  
    $o}Ao@WkO  
    d rRi<7 i  
    光栅级次分析仪提供了所有衍射阶的效率的概述,作为许多可能的输出。 Ix~_.&  
    QAN :  
    eI99itDQ  
    使用可编程光栅分析仪,用户可以指定应计算的值。例如:总效率、均匀性误差、0阶效率 re}_+sv U  
    rx[l7F q  
    DD$YMM  
    设计与评估结果 'Z ;8-1M?O  
    相位功能设计 dZMf5=tb  
    结构设计 hJ|zX  
    TEA评价 Uphme8SX  
    FMM评估 vT1StOx<V  
    高度标度(公差)
    *n]f)Jc  
    +hiskV@v  
    通用设置 ~| CWy  
    #^FDG1=  
    ou V%*<Ki  
    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。 kxvzAKz~  
    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。
    Pk{eGG<F$  
    kz30! L  
    ;-]' OiS;  
    纯相位传输设计
    L[s7q0 F`l  
    cJ^{iOQ+  
    k4i*80  
    2?c##Izn  
    结构设计 LZR x>q^  
    }.DE521u  
    Po B-:G6  
    (D5sJ$&E@\  
    qz_'v{uAj  
    更深的分析 Sj(5xa[  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 \5 S^~(iL  
    •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。 :)*+ aS"  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 $:l>g)c  
    HP,sNiw  
    f$y`tT %o  
    k.5(d.*(  
    使用TEA进行性能评估 `AcUxnO  
    W[VbFsI&b  
    'zo] f  
    r `;_ #&b  
    使用FMM进行性能评估 ,h<xL-  
    \>]C  
    ~vPR9\e  
    '73g~T%$^*  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 >))f;$D=  
    (,`R>Dk  
    w,)O*1't  
    R\T1R"1  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 7ciSIJ  
    Y W9+.Dc`  
    ]_5qME#N  
    3xX ^pjk  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 'qy LQ:6  
    UFSbu5 j  
    I%<LLkQ  
    iwVsq_[]L  
    VirtualLab Fusion技术 '_~qAx@F#c  
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    更多阅读 2 ":W^P  
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