[技术]非近轴衍射分束器的设计与严格分析 [复制链接]

!4ocZmj\  
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。 k%]3vRo<  
+r�  
prUN)r@U   
gT6z9  
设计任务 k90YV(  
BwN0!lsF3  
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 CQc+#nRe  
@JiLgIe`  
0G(/Wb"/  
PF0_8,@U  
光栅级次分析模块设置 [CTnXb  
                       eFB5=)l
d  
F0m-23[H  
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。 ^7`BP%6  
(=FRmdeYl1  
c^5~QGuQ  
?=u\n;w)  
O"+gQXe  
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。 bS{bkE>  
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。 _kC-dEGf!y  
w$>u b@=  
FBG4pb9=~  
衍射分束器表面 b35fs]}u-6  
Qry@ s5  
 >^O7  
tb 5`cube  
    为了进一步评估，使用了通用光栅光学设置，其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪，以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 mwO6g~@`  
b;L\EB  
B4ZBq%Z_  
d.aS{;pse  
`T1  
V~qNyOtA]  
衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) I !- U'{  
gZV
c 5u<  
\a<wKTkn  
ufj,T7g^  
 一般光栅组件提供了薄元近似(TEA)和傅里叶模态方法(FMM)作为解决模型给定的光栅。 RCJ|P~*  
 薄元近似通常产生更快的结果，当结构小于波长的5倍,可能有精度问题，。 U
k
lUw  
 傅里叶模态方法允许一个严格的模拟，但需要更高的数值计算。 ;cNv\t  
D2#ZpFp"h  
>:SHV W  
&.3"Uo\#  
光栅级次和可编程光栅分析仪 Xa[.3=bV?  
R- X5K-  
XM
Z,Y
7  
    光栅级次分析仪提供了所有衍射阶的效率的概述，作为许多可能的输出。 'z8pzMmT  
+8T?{K  
pR
<`H'  
        使用可编程光栅分析仪，用户可以指定应计算的值。例如:总效率、均匀性误差、0阶效率 cF*TotU_m  
.C%<P"=J4h  
aNsBcov3O  
            设计与评估结果            相位功能设计 n>z9K')  
            结构设计TEA评价 oueC  
FMM评估            高度标度（公差） K
V91)U  
'I|v[G$l
 
通用设置 <(#(hDwy  
qyb?49I  
'JtBZFq  
        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。 . P viA  
        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。 v4<nI;Ux  
e v}S+!|U  
纯相位传输设计 hXw]K"  
SZ7:u895E  
A.F%Ycq  
'$Dn
  
结构设计 t mntp
 
yNBQGSH  
PxX4[ P  
2F;y;l%  
q~Hn-5H4Q  
        更深的分析 .D~;u-%|F  
•高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 z9f-.72"X  
•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。 ~i= _J3'  
•参数运行是执行此类调查的最佳工具。 R>|{N9  
=}^9 wP  
_`$qBw.Nx  
cdH>n)  
使用TEA进行性能评估 Vsr.=Nd=  
>dXGee>'M  
Q>qUk@  
>tS'Q`R
 
使用FMM进行性能评估 AF{\6<m  
y8y5*e~A-)  
3m[vXr?  
,u=`uD  
进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 W.jGGt\<\  
QpH'P
Yy  
$QF{iV@6d4  
<\y@*fg+  
进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 *tFHM &a  
FgnTGY}  
@&!ZZ 1V8  
Eh`7X=Z7E  
进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 =[ 46`-_  
hF?1y`20