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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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    光币
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    光券
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    只看楼主 正序阅读 楼主  发表于: 05-25
    摘要 LsotgQ8   
    y%g`FC   
    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。 n1`T#%e  
    gx&73f<J  
    W,'3D~g8  
     @{de$ ODu  
    设计任务 e>(Wvb&4  
    s_` V*`n&  
    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 iDvpXn  
    R]fYe#!"  
     R^?PAHE 7  
    "] 9_Fv  
    光栅级次分析模块设置  XDvq7ZD  
                           .i\wE@v  
    cl#OvQ  
    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。 'XME?H:q a  
    o9^$hDs,si  
    GfQ^@Tl  
    bAdAp W  
    u;{T2T  
    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。 m4\g o  
    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。 R=DPeUy;  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 O^Dc&w  
    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']s4  
    \ 6jF{  
     zVn*!c  
    衍射分束器表面 *@=fq|6l 2  
    )[RpZpd`*  
     /TG| B Eb  
    ="=#5C  
    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。 l+'`BBh*]  
    4jPwL|#  
    4I+.^7d  
    jFS 'I*1+  
    $R3.yX=[\  
     !c v6 #:  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) E{?L= ^cU  
    %j!z\pa  
     \_)02ZT:  
    }$&);7(w  
     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。 -!JlM@  
     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，。 <m:4g ,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。 e*6U |+kJ  
    1XC*|  
     Ig='a"%  
    2M5*bNU_:  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 o4U]lK$  
    oa?!50d  
     qb 46EZu  
    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。 ktdz@f  
    9 #.<E5:  
    f45;fT>   
    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 lsN /$ M|}  
    LJ:mJ#  
    o x03c   
    设计与评估结果 o$^O<zL  
    相位功能设计 :K!GR  
    结构设计 CAA tco5  
    TEA评价 U`HXsq p}  
    FMM评估 ,7WK<0  
    高度标度（公差）     pXGK:ceFu  
    -O>^eMWywo  
    通用设置 ^M[-K`c}  
    z|taa;iM  
    {yul.m  
    提供多次运行文档，允许用户执行任意数量的设计，并提供根据特定标准筛选结果的选项。 I%.jc2kK  
    通过这种方法获得了以下三个结果：我们将对其进行进一步评估。     ;Hz`0V  
    8N</Yi|n  
    >F_qa=t%[  
    纯相位传输设计     .eZPp~[lAN  
    p =#'B*'w  
     -PIA;#Gs  
    IF,i^,  
    结构设计 ^\Ue7,H-  
    )M&I)In'  
     35-DnTv  
    FkB6*dm-  
    mgJ]@s}9  
    更深的分析 %N?W]vbra  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 dM>j<JC=  
    •可以利用这一点来纠正零阶不期望的效率，从而改善均匀性。 Dohl,d  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 1( QWt  
    -&f]X u  
     /*mFP.en  
    zyQ,unu  
    使用TEA进行性能评估 >b/k|?xP  
    o|Yn(xu-  
     T<9dW?'|  
     u(TgWp5WF  
    使用FMM进行性能评估 cP$wI;P  
    k:(e79  
     p4<M|1Z&  
    OXa5Jg}=  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 UeK, q>i  
    0k. #  
     2\$WP-)%  
    gz)wUQ|W  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 -E,{r[Sp  
    a{%52B"  
     d=.n|rS4 W  
     hr$VVbOho  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 /S2p``E+  
    _dJVnC1 !  
     inq4CGY  
     gpO_0U4lQ]  
    VirtualLab Fusion技术 ozxK?AMgG  
    pRDON)$  
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    更多阅读 =km-` }I,  
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