[技术]非近轴衍射分束器的设计与严格分析 [复制链接]

?cgb3^R'  
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。 ?1Uq ud  
pYX!l:hk  
gHVD,Jr  
6jz~q~I  
设计任务 .'S_
9le  
r1.OLn?C  
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 MG74,D.f  
='<*mT<  
je=XZ's,i~  
Q$~_'I7~Mz  
光栅级次分析模块设置 }dG>_/3  
                       $H1igYc  
Tnb5tHjnh  
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。 X/23 /_~L`  
l1]'3]P(  
w/Wd^+IIn  
|JTDwmR
 
qz|xow/ns@  
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。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。 L7s _3\  
3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。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。 _&PF(/w  
5} 1qo7;  
9D51@b6k  
衍射分束器表面 xd]7?L@h.I  
|}<!O@<|  
I.)9:7  
GD#W=O  
    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。 
CV*  
<}1GYeP  
ux>LciNq  
| @p  
da5fKK/s  
B-tLRLWn   
衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) O\^D 6\ v  
G3de<?K.[V  
AI3\
eH+  
c.h_&~0qf  
 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。 $TavvO%#  
 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，。 pcPRkYT[M  
 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。 $>=w<=r|;  
WmZ,c_  
Y,d|b V*FH  
o.>Yj)U  
光栅级次和可编程光栅分析仪  Rlx  
\-I)dMm[  
'd9cCQ}  
    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。 (.~'\@  
~D!Y] SK  
5z9'~Gfb  
        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 QjyJmW("Z  
*jo1?  
$ Bdxu  
            设计与评估结果            相位功能设计 @{x+ln1r  
            结构设计TEA评价 ]C$$Cx)Ex  
FMM评估            高度标度（公差） gEnc;q
b  
n|!O .+\b  
通用设置 ^%Fn|U\u  
$EPDa?$*  
>2;
KPV0H  
        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。 R!7a;J}  
        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。 ^uIKwql  
t)b /c:ql  
纯相位传输设计 " {Nw K  
8'Q1'yc  
L&qY709  
o)Nm5g  
结构设计 $ 7uxReFZR  
9XW[NY#)#  
Ui;PmwQc&  
K]dX5vJw'  
,4kipJ!,yK  
        更深的分析 v{TISgZ  
•高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 pqxBu  
•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。 5fud:k  
•参数运行是执行此类调查的最佳工具。 j0IuuJ+  
`pYL/[5  
^HNccr  
v
X"jL  
使用TEA进行性能评估 v$bR&bCT  
_@ @"'  
\DRYqLT`  
QNCG^ub  
使用FMM进行性能评估 7\JA8mm  
X>VxE/  
[LHfH3[gU  
,v*<yz/  
进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 LQ=Fck~[r  
&?B\(?*  
8:4`q9  
^W
<uc :L7  
进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 zd#/zUPI  
 Q-Rt  
9A1w5|X  
"Kt[jV;6  
进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 1dX)l  
d
#wK