[技术]非近轴衍射分束器的设计与严格分析 [复制链接]

@2sr/gX^  
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。 Bqw/\Lxwlf  
^@<Ia-x  
SmV}Wf  
(8(P12l  
设计任务 'M fVZho{  
vBV_aB1{  
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 ZQyXzERp  
:Aj[#4-=   
~BgNMO;|  
SqVh\Nn  
光栅级次分析模块设置 :ay`Id_tm  
                       T3t w.yh  
7)BK&kpVr  
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。 [f?x
,W~  
|Ew&.fgz  
:H/Rhx=  
|AS9^w  
8Rnq &8A  
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。 EQX?Zs?C  
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。 =c
I> {  
'JJ :  
VP^{-mDph  
衍射分束器表面 x5k6"S"1,  
5>-~!Mg1  
7b(r'b@N  
>[<f\BN|  
    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。 B %  
Z& bIjp  
:`S\p[5  
nMOXy\&mI  
?+L7Bd(EF%  
N`LY$U+N|  
衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) ~sTn?~  
Is!+`[ma  
8< "lEL|  
K*5Ij]j&  
 一般光栅组件提供了薄元近似(TEA)和傅里叶模态方法(FMM)作为解决模型给定的光栅。 7e Hj
"_;  
 薄元近似通常产生更快的结果，当结构小于波长的5倍,可能有精度问题，。 FLQ^J3A,I  
 傅里叶模态方法允许一个严格的模拟，但需要更高的数值计算。 W,.Exh  
uCj)7>}v{M  
Efu/v<  
V5+|H1=  
光栅级次和可编程光栅分析仪 x";4)u=  
~zFwSF  
=g)SZK  
    光栅级次分析仪提供了所有衍射阶的效率的概述，作为许多可能的输出。 uf`/-jY  
5o
R)  
ZBjb f_M:  
        使用可编程光栅分析仪，用户可以指定应计算的值。例如:总效率、均匀性误差、0阶效率 B]PG  
aL/7
xa  
rji<g>GQ  
            设计与评估结果            相位功能设计 T5aeO^x  
            结构设计TEA评价 X + B=?|M  
FMM评估            高度标度（公差） -uB*E1|Q  
=j8g6#'u  
通用设置 L7N>p4h]Xj  
)SfM`W)Y  
=!=DISPo  
        提供多次运行文档，允许用户执行任意数量的设计，并提供根据特定标准筛选结果的选项。 *s!T$oc  
        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。 9)'wgI#  
BWzo|isv  
纯相位传输设计 ! ;R}=  
(n2=.9k!  
sX(rJLbD  
`LJ.NY pP  
结构设计 FwDEYG  
(!T\[6  
z[0t%]7l  
;RW5XnVx  
nu6v@<<F>  
        更深的分析 ^F-AZP /5F  
•高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 V""3#Tw  
•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。 ^;;gPhhWV  
•参数运行是执行此类调查的最佳工具。 tA-p!#V<k1  
K?=g IC:  
-9(nsaV  
}5y
]kn  
使用TEA进行性能评估 D}?JX5.  
>x${I`2w  
bJL,pe+u  
sl*&.F,v=  
使用FMM进行性能评估 ~\Udl  
"O%xQ N  
5-"aK~@+  
HCaEETk5  
进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 "SV/'0  
!D9V9p  
78E<_UgcB  
J_&G\b.9/  
进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 !H`uN  
|@dY[VK>  
}1YQ?:@  
@&2#kO~=  
进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 NJ(H$tB@  
]Waa7)}DM