[技术]非近轴衍射分束器的设计与严格分析 [复制链接]

.[eSKtbc)  
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。 $yxIE}  
e-T9HM&%P  
fR{WS:Pv  
m8j#{[NE  
设计任务 QtO[g  
Di5Op
(S((  
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  hE?GO,  
O+3D 5*  
s3fGX|;  
u0$5Fd&X  
光栅级次分析模块设置 Qg8eq_m(  
                       )Lv6vnT>  
%CfTqbB  
使用常规的分束器会话2编辑器，VirtualLabFusion提供了一个指导工具，允许用户一步一步地指定所有影响分束器设计的参数。 iaq:5||,  
8mQd*GGu1  
zfT'!k
b,(  
r:S5x.P2  
::Ve,-0  
1. 通过应用设计带中的结构设计，所得到的传输函数可以转换为结构轮廓。2. 对于此转换，使用了薄元近似(TEA)。因此，所得到的结构与初始相位函数成正比。 b "AHw?5F  
3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。4. 要在不同的模拟场景中使用这种结构，需要从组件内部获取实际的采样表面或指定的堆栈。 :[$i~V  
RAXJsF^5o  
='l6&3X  
衍射分束器表面 T=)L5Vuq<  
rO2PbF3  
&`9bGO
  
h11bK'TIv  
    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。 =K&q;;h  
S3[oA&  
kQ:>j.^e  
rH9|JEz  
ZBh@%A  
+\]S<T*;  
衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) QH56tQq  
}Q,C;!'"  
{N8rZ[Oo  
lVKF^-i  
 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。 [E&"9%K  
 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，。 d`rDEa
 
 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。 vN[m5)aT  
"nS{ ;:  
b9!J}hto,  
I5AjEp  
光栅级次和可编程光栅分析仪 ;R-Q,aCM}  
'"NdT7*+  
l[OQo|_  
    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。 Ffqn|}gb  
1</t #r  
?_`P;}4#  
        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 )}Mt'd  
PfMOc+ q  
[@71  
            设计与评估结果            相位功能设计 L&F\"q9q71  
            结构设计TEA评价 kKTED1MW&W  
FMM评估            高度标度（公差） >Sl:Z ,g;  
W!Os ci  
通用设置 D_`)T;<Sp  
a~+
WL  
GVPEene  
        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+=@d\S}"  
        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。 QrRCsy70  
N=
}Z#  
纯相位传输设计 !!Gi.VL
 
\y+F!;IxL  
CX(yrP6;  
0Nzv
@g{3  
结构设计 aIyY%QT  
a[OLS+zf!P  
+]2~@=<@  
5^R#e(mr  
[aVJYr2  
        更深的分析 H<3b+Sg  
•高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 [}Yci:P_ +  
•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。 eT \Q  
•参数运行是执行此类调查的最佳工具。 !)1Zp*  
9(\N+  
.ceU @^  
{.[,ee-)9  
使用TEA进行性能评估 ]$%4;o4O  
fpC@3itI  
@G&xq"Fg7  
K":tr~V;  
使用FMM进行性能评估 ~]s"PV:|  
$XzlW=3y  
Nd!=3W5?  
:BiR6>1:  
进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 ]uXsl0'`V  
o%s}jBo}  
(B4A$t  
Hm[!R:HW,S  
进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 `'t;BXedz/  
[WSIC *|;  
gG?*Fi  
G(,~{N||  
进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 X Ow^"=Oa[  
Q/SC7R&"t