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    [技术]非近轴衍射分束器的设计与严格分析 [复制链接]

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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2022-09-06
    g.d%z  
    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。 w&7-:."1i  
    bLysUj5[5  
    OxraaN`  
    5/O;&[lYy  
    设计任务  TVP.)%  
    V nv9 <=R  
    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 Ge>%?\  
    3S'juHT e  
    THM\-abz  
    [1Yx#t  
    光栅级次分析模块设置 ^c{,QS{  
                           xED`8PCfu  
    zW_V)U Ne  
    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 U8z$=W o  
    {zc<:^r^  
    *kXSl73 k  
    d4#Q<!r  
    lr[a~ca\  
    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。 pCQB<6&1N  
    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。 H3"[zg9L:a  
    !ACWv*pW  
    \1[I(u  
    衍射分束器表面 ,f4mFL0~N  
    [9WtoA,kx  
    J2`b:%[  
    -k p~p e*T  
        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。 .oq!Ys4KA  
    V6,D~7  
    an 3"y6.8  
    e'oM% G[  
    N;A #3Ter  
    {g2cm'hD  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) XB)e;R  
    0(|BQ'4~H  
    Ds$8$1=L=k  
    u:pdY'`"#  
     一般光栅组件提供了薄元近似(TEA)和傅里叶模态方法(FMM)作为解决模型给定的光栅。 %:n1S]Vr  
     薄元近似通常产生更快的结果,当结构小于波长的5倍,可能有精度问题,。 Y WSo:)LY  
     傅里叶模态方法允许一个严格的模拟,但需要更高的数值计算。 ,uD F#xjl,  
    !<!sB)  
    x-0IxWD%  
    ^A^,/3  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 I72UkmK`  
    9x,Aqr$t  
    *J!oV0#1  
        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。 SzR0Mu3uK  
    :z%vNKy1  
    O~g _rcG  
            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 cWl)ZE<hM  
    n*^g^gp  
    K,[g<7X5  
                设计与评估结果            相位功能设计 Bo?uwi  
                结构设计TEA评价 sB_o HUMH6  
    FMM评估            高度标度(公差) :<=!v5 SK  
    mD:d,,~  
    通用设置 $V~r*#$.  
    o$m64l  
    BBw`8!  
            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。 pr\yc  
            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。 y6'Fi(2yw  
    YH^_d3A;  
    纯相位传输设计 Dn _D6H  
    h)q:nlKUW  
    * eL%[B  
    bCk_ZA  
    结构设计 g/so3F%v .  
    rd\mFz-SB  
    __c:$7B/4U  
    mSAuS)YD  
    StWDNAf)  
            更深的分析 Tfhg\++u  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 sMli!u  
    •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[3N/yP  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 *Xt#04_  
    kf0zL3|   
    AqvRzi(Y  
    &by,uVb=|{  
    使用TEA进行性能评估 |hehROUn  
    0G9@A8LU  
    JGSeu =)  
    kR6rf_-[  
    使用FMM进行性能评估 n.67f  
    Z?[;Japg  
    X#5dd.RR  
    bOux8OHt*  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 $I-$X?  
    YWM$%   
    ;=hl!CB  
    &529.>  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 y<k-dbr  
    =ALy.^J=  
    eg) =^b  
    C;wN>HE  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 g GN[AqR  
    n<\^&_a  
     
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