[技术]非近轴衍射分束器的设计与严格分析 [复制链接]

%~(~W>^A  
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。 NQ3|\<Wt  
W,'3D~g8  
/kb$p8!C".  
$UmE  
设计任务 NFM-)Z57  
B#H2RT
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 R^?PAHE7  
{G]`1Q1DR  
H.;yLL=  
z5I^0'  
光栅级次分析模块设置 9w$7VW;  
                       jM[f[  
dTgM"k  
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。 6A@Lj*:2m  
v @_?iC"`  
4]M =q{  
IM|Se4;x  
OUKj@~T  
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。 t)`+d=P  
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。 \Qb>:  
qIUC2,&g  
fzOMX z  
衍射分束器表面 y#GCtkhi  

c8!j6\dC*  
!}C4{Bgt*  
f@#w{W,3  
    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。 PH{c,  
5]Z]j[8Y  
N+[}Gb"8q  
\Z8Y(]6*  
8:BQHYeJK  
O\:;q*]
 
衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) u<J2p?`\&`  
U &f#V=Rg  
xBt4~q;#sE  
^$ZI>L0+  
 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。 la1D2 lM  
 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，。 )OS>9 kFH  
 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。 HK=CP0H  
/:Rn"0   
|^\Hv5  
/6A:J]Q_  
光栅级次和可编程光栅分析仪 B1up^(?  
/7S-|%1  
K7y!s :rg!  
    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。 a'o}u,e5  
1'gKZB)TG7  
20S9/9ll  
        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 MJpP!a^Q  
v_[)FN"]Y.  
7v.#o4nPK  
            设计与评估结果            相位功能设计 P<TpG0~(  
            结构设计TEA评价 A;b=E[iv  
FMM评估            高度标度（公差） (0Zrfu^  
H,01o5J  
通用设置 /[p?_EX@  
gizmJ:<  
`S uS)RhA)  
        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。  rytGr9S  
        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。 Mt]=v}z  
wi![0IE )  
纯相位传输设计 #3AYz82w  
& bp#1KR)  
"Yc^Nc  
vCYSm  0  
结构设计 V!jK3vc  
5
&GQ=m
 
`lH1IA/3  
-PIA;#Gs  
IF,i^,  
        更深的分析 dlU JYI  
•高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 q!ulE{ ^  
•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。 H-nFsJ(R!c  
•参数运行是执行此类调查的最佳工具。 G "c&C
 
;C7BoHB9  
\#IJ=+z  
G!> iqG  
使用TEA进行性能评估 !HT>  
&mO/u
=u  
\.XT:B_  
QSl:=Q'  
使用FMM进行性能评估 24.7S LXO  
`2Z4#$.  
oX=*MEfX  
2Mv)0%,c  
进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 9!Q $GE?vl  
mfp`Iy"}+  
}+QhW]nO{F  
6KZ8 .m}:  
进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 hSLwiX~  
TYmUPS$  
>qh>Qm8w  
CBz(hCaI  
进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 -E,{r[Sp  
a{%52B"