[技术]非近轴衍射分束器的设计与严格分析 [复制链接]

+_*iF5\  
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。 FH%:NO  
`|92!Ej  
5D7k[+6  
ZifDU@J$t  
设计任务 ;/ |tU o$  
# eFdu  
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 K2v[_a~@  
p7izy$Wc  
{C8IYBm  
]j*uD317  
光栅级次分析模块设置 4OAR["f  
                       j`Ek:  
~GJ;;v1b2  
使用常规的分束器会话2编辑器，VirtualLabFusion提供了一个指导工具，允许用户一步一步地指定所有影响分束器设计的参数。 (m2_Eh;  
(KPD`l8.  
w7q6v>  
1IT(5Ml
eb  
eZhF<<Y  
1. 通过应用设计带中的结构设计，所得到的传输函数可以转换为结构轮廓。2. 对于此转换，使用了薄元近似(TEA)。因此，所得到的结构与初始相位函数成正比。 x]R0zol  
3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。4. 要在不同的模拟场景中使用这种结构，需要从组件内部获取实际的采样表面或指定的堆栈。 DqmKDU  
MpJ\4D5G  
=@h
Cc  
衍射分束器表面 }!|$;3t+c  
0pH$MkQ  
d6??OO=~>M  
|942#rM  
    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。 /L|x3RHs  
W+4Bx=Mj  
%503<j  
0=40}n&`  
:2wT)wz  
$GhL-sqm  
衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) W(-son~I  
+Ll29Buyi  
qa8?bNd'f  
t!B,%,Dp  
 一般光栅组件提供了薄元近似(TEA)和傅里叶模态方法(FMM)作为解决模型给定的光栅。 :w4N*lV-  
 薄元近似通常产生更快的结果，当结构小于波长的5倍,可能有精度问题，。 *;F<Q!i&v  
 傅里叶模态方法允许一个严格的模拟，但需要更高的数值计算。 G$CSZrP.  
9Gx`[{wI9<  
*{p:C  
YOvhMi  
光栅级次和可编程光栅分析仪 |'x"+x   
&#.>-D{  
^bdXzj
f  
    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。 d+0= a]  
WK#%G  
'b
g'^PN>z  
        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 `
ooHABC  
I'2I'x\M  
7l
wFxP5QT  
            设计与评估结果            相位功能设计 13Q87i5B  
            结构设计TEA评价
? 5OK4cR  
FMM评估            高度标度（公差） |fgh ryI,  
p&HO~J
<w  
通用设置 -<" ;|v4  
[O]rf+NZ(5  
\uJ+~db
=  
        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。 WHUl.h  
        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。 :C={Z}t/F  
z+zEH9.'  
纯相位传输设计 X7tBpyi  
PZ?kv4  
Ya!PV&"Z  
4 DV,f2:R4  
结构设计 @
V^5_K  
4|4[3Ye7u:  
oc[z dIk  
r!|h3*YA  
]xbMMax  
        更深的分析 e
]{=#  
•高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 sJ5#
T iX  
•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。 Tiimb[|  
•参数运行是执行此类调查的最佳工具。 s'Qmrs a  
>q ,Z*s>?  
rdAy '38g  
`-?`H>+OG  
使用TEA进行性能评估 -*kZ2grLt  
JLg/fB3%  
)a%E $`  
JE<h  
使用FMM进行性能评估 k$kxw_N5d  
J-5kvQi8  
XdnpL$0  
HC6v#-( `{  
进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 TpdYU*z_Br  
$-s8tc(  
vTL/% SJ8  
o'Y/0hkh  
进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 V0%a/Hi v  
Mq#Hi9SKY  
j8^zE,Z  
tGSXTF}G  
进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 bkrl>Im<n  
?D(aky#cyc