[技术]非近轴衍射分束器的设计与严格分析 [复制链接]

||L^yI~_d  
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。 '#C5m#v  
O!il
TMr  
a!EW[|[Q  
~.>8ww  
设计任务 yl&s!I  
j#Qnu0D  
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 G8zbb  
D\Y,2!I  
IhN^*P:Fo  
:uJHFF xg  
光栅级次分析模块设置 DheQcM  
                       4jc?9(y
%  
FTr'I82m(  
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。 FJ{/EloF  
AhkDLm+  
$;&l{
=e2)  
jK".iqx2L  
(*b<IGi;  
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。 _K&Hiz/'  
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。 Yw yMCd  
^f57qc3nF  
%LM6=nt  
衍射分束器表面 $Dd-2p  
$o0.oY#  
J$PlI  
XS #u/!  
    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。 FQ>kTm`d
 
/+*N.D'`t,  
XjdHH.) S  
8A5/jqnqt  
E%(s=YhW  
61b*uoq0w?  
衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) NMQG[py!f  
=av0a!  
XUKlgl!+.  
=j{tFxJ  
 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。 `*elzW  
 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，。 A*vuSQ
t(  
 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。 c%WO#}r|  
rB{w4  
rd<43  
LuHRB}W  
光栅级次和可编程光栅分析仪 }n "5r(*^@  
h@Jg9AM  
:b*7TJ\grN  
    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。 q7<d|s
 
F

,A+O+  
qpMcVJL  
        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 &AOGg\  
=36fS/Gb  
ya{`gjIlW  
            设计与评估结果            相位功能设计 L N Fe7<y  
            结构设计TEA评价 ; o Y|~  
FMM评估            高度标度（公差） o2=):2x r{  
M^Y[Y@U
=p  
通用设置 wP*3Hx;S  
>~Xe` }'  
2Wu`Dp;&l  
        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。 iC5HrOl6U  
        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。 0j;ZPqEf3  
R<Mc+{*>  
纯相位传输设计 N$=9R  
#g0_8>t  
;ne`ppz0  
Pc=ei  
结构设计
|(ab0b #  
4sntSlz)~k  
!'~Ldl  
tq~4W% p/  
z@,(^~C_  
        更深的分析 u:lBFVqk  
•高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 6u#eLs  
•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。 %qz-b.  
•参数运行是执行此类调查的最佳工具。 T7"QwA  
dqJ 8lU?  
U3z23LgA  
auc:|?H~1n  
使用TEA进行性能评估 P8}IDQ9  
dQ7ii
eT  
K}cA%Y  
Q-V
8=.  
使用FMM进行性能评估 G![d_F"e  
Wz=& 0>Mm_  
3o[(pfcU  
_hyqHvP  
进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 z[1uub,)1  
ZP!.C&O  
K<:%ofB"S  
f.uuXK  
进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 ?wPTe^Qtv  
p<H_]|7$7U  
']eN4H&=?}  
}=)u_q  
进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 \fEG5/s}T  
H390<`