[技术]非近轴衍射分束器的设计与严格分析 [复制链接]

F0@gSurg)  
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。 Qq|57X)P*  
O3kA;[f;  
nb%6X82Q  
:eVq#3}  
设计任务 rmg}N  
m!HJj>GEo  
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 vUM4S26"NT  
Wvf ^N(  
oYH-wQj  
y?4BqgB  
光栅级次分析模块设置 1yu4emye4  
                       g]0_5?i  
f._ua>v,f  
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。 }-=|^  
qY!Zt_Be6  
=B@2#W#  
)\$|X}uny&  
Btcy)LRk  
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。 v` 1lxX'*  
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。 U # qK.  
E~"y$Fqe  
-(H0>Ap  
衍射分束器表面 1iF1GkLEq  
6T`i/".  
c{w2Gt!  
h@ryy\9  
    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。 P5ywhw-  
'^UI,"Ti  
|&i<bqLw:  
g[4WzDF*  
X=&KayD  
13x p_j  
衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) ncT&G
r  
?%[jR=w  
^^ixa1H<  
"3Y0`&:D  
 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。 IJcsmNWm  
 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，。 uoh7Sz5!^  
 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。 4BpZJ~(p  
`r 3  
+mT_QsLEv  
AH~E)S  
光栅级次和可编程光栅分析仪 S3Jo>jXS "  
b@hqz!)l`  
SXP]%{@R/  
    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。 +ami?#Sz*;  
$/Uq0U  
H0vfUF53l  
        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 67FWa  
$6R-5oQ  
I{=Qtnlb  
            设计与评估结果            相位功能设计 +9sQZB# (  
            结构设计TEA评价 dioGAai'  
FMM评估            高度标度（公差） (KZ{^X?a  
(X*^dO  
通用设置
PXNuL&   
5wU]!bxr  
NL+N%2XG7  
        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。 E}Uc7G  
        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。 Dk51z@  
5'u<iSmBo  
纯相位传输设计 ]u/sphPe  
)MT}+ai  
5146kp|1  
}3WxZv]I}  
结构设计 Ar#(psU  
+G>\-tjSD  
@d1Q"9}B  
qwAT>4  
jT;;/Fd3/  
        更深的分析 }4X0epPp;:  
•高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 V0a3<6@4  
•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。 -M#Wt`6A  
•参数运行是执行此类调查的最佳工具。 zX i'kB  
gf\oC> N  
B^}yo65I  
(+hK
%}K>  
使用TEA进行性能评估 ~v6D#@%A  
j3ls3H&  
@_{=V0  
:7;@ZEe  
使用FMM进行性能评估 HTTC
TR  

gI|~
|-'  
w_VP J  
_7y[B&g[r  
进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 %iqD5x$OA  
vW@=<aS Z  
KwVbbC3  
es0hm2HT3  
进一步优化–设计#2的零阶阶次优化
Ab;.5O$y  
#,'kX
j  
}c:M^Ff  
WUTowr  
进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 ?+8\.a!  
3=V&K-