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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: 2022-09-06
    H@k$sZ.  
    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。 %u]>K(tU  
    P|aSbsk:I<  
    0upZ4eN  
    }yCgd 5+_  
    设计任务 i{J[;rV9  
    a$6pA@7}  
    使用近轴近似的衍射1:7×7分束器的初步设计通过严格分析,进一步优化零阶均匀性和影响 VC!g,LU|-  
    RZj06|r8  
    D[Ld=e8t  
    Aca ?C  
    光栅级次分析模块设置 y|wR)\  
                           hDEZq>&  
    8[8U49V9(  
    使用常规的分束器会话2编辑器,VirtualLabFusion提供了一个指导工具,允许用户一步一步地指定所有影响分束器设计的参数 27H4en; o=  
    #- d-zV*  
    'FN3r  
    +Pn`AV1  
    \<y#$:4r<8  
    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。 ;[Hrpl S  
    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。 8ZO~=e  
    j7HOh|q  
    %E2C4UbY  
    衍射分束器表面 061f  
    UAdj [m61  
    iWn7vv/t  
    a3(f\MM xE  
        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。 OL#RkD  
    W@FGU  
    cuQ=bRIb  
    QOF'SEq"k  
    m3_)UIJZ  
    ve= nh]N  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) 5{8,+ Z  
    &44?k:  
    +;;pM[U  
    GJuU?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。 H0mDs7  
     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,。 .s@[-! p  
     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。 -QP1Se*#  
    ~3m} EL  
    ymyk.#Z<%  
    7kidPAhY  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 v#+tu,)V;  
    woK?td|/  
    :y[tZ&*<_?  
        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。 k\M">K0E  
    BRMR> ~k(  
    8f|+045E@  
            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 hn u/  
    4'# _b  
    @BXV>U2B{  
                设计与评估结果            相位功能设计 n 6|\  
                结构设计TEA评价 )F35WP~  
    FMM评估            高度标度(公差) (*YENT}  
    Cqk6Igw  
    通用设置 y<5xlN(+v  
    rW3fd.;kss  
    yh Ymbu  
            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。 S-+^L|  
            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。 cb~m==G  
    /-ky'S9  
    纯相位传输设计 bwh.ekf8  
    O k~\  
    Z?-l-s K  
    n-_-;TYH  
    结构设计 Djf,#&j!3  
    [HENk34  
    c8jq.y v  
    `_v|O{DC{  
    Nm=W?i  
            更深的分析 D}Lx9cL  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 !P0Oq)q  
    •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。 SLc'1{  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 [(N<E/m%B  
    etH%E aF[  
    `4 A%BKYB  
    "L" 6jT  
    使用TEA进行性能评估 ABp/uJI)  
    vQ}llA h  
    X;0DQnAI8j  
    !(Y23w*  
    使用FMM进行性能评估 [nlW}1)46  
    FiqcM-Af4  
    6]^}GyM!  
    Pw'3ya8  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 # -Ts]4v  
    /^\6q"'  
    ;[@< ,  
    xGeRoW(X  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 pemb2HQ'4j  
    3B|o   
    d1#;>MiU  
    ~V"D|U;i +  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 ``}EbOMG  
    igsJa1F  
     
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