[技术]非近轴衍射分束器的设计与严格分析 [复制链接]

(Q#A Br8  
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。 (8=Zr0
He  
D?X97jNm  
eR8h4M~O  
vERsrg;(  
设计任务 g>VkQos5"  
XK(<N<Z@|e  
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
]9;WM.  
7/Ve=7]  
U{i9h6b"18  
CO4*"~']t  
光栅级次分析模块设置 )|Y"^K%Jm  
                       ^XZmtB  
)WKe,:C  
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。 qI5/ME(}  
z@T;N'EM  
i~ zL,/O8  
G^r^" j  
T'fE4}rY  
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。 o*5|W9  
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。 Fv#ToT:QXe  
)0qXZgs  
B-r9\fi,  
衍射分束器表面 `9b D%M  
D&Ngg)_Mq  
bLaD1rnGi  
0D$+WX  
    为了进一步评估，使用了通用光栅光学设置，其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪，以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 .`xcR]PQ  
V`@@ufU}  
|D`Zi>lv  
<t]i'D(K  
o?/N4$&5l  
_y5b>+  
衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) aViJ?*  
ke)3*.Y%C  
eT:%i"C  
jf.ikxm  
 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。 cZ^$!0  
 薄元近似通常产生更快的结果，当结构小于波长的5倍,可能有精度问题，。 #Cbn"iYee  
 傅里叶模态方法允许一个严格的模拟，但需要更高的数值计算。 OO53U=NU  
qX-Jpi P  
>/$Q:92T  
+>c)5Jih  
光栅级次和可编程光栅分析仪 IxgnZX4N  
_%Mu{Ni&  
UI>-5,X  
    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。 1`B5pcuI  
4?72TBl]  
SQa.xLU  
        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 .^P^lQT]>  
fs~n{z,ja%  
FW[<;$  
            设计与评估结果            相位功能设计 /EKfL\3  
            结构设计TEA评价 !=q {1\#  
FMM评估            高度标度（公差） !>9*$E |  
VaSw}q/o:/  
通用设置 ^ /:]HG  
K& 2p<\2  
&<.Z4GxS  
        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,D >gxl  
        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。 $T]1<3\G  
<fs2;  
纯相位传输设计 J>XaQfzwU  
LF*3Iw|v  
cGOE$nL  
%>5Ht e<  
结构设计 +S0A`rL  
i!YZF$|  
{TE0  
fB;'U  
JL;H:`x  
        更深的分析 #;}IHAR  
•高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 Fk=_Q LI  
•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。 --",}%-  
•参数运行是执行此类调查的最佳工具。 Mk,8v],-Tj  
2MB\!fh  
dA\>z[n=  
:qgdn,Me  
使用TEA进行性能评估 |mY<TWoX  
90I)"vfW5  
A(;J  
iWQBo>x  
使用FMM进行性能评估 |(XV '-~  
Wu.od|t0  
vlzjALy  
jCKRoao  
进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 CdTmL{Y1  
\mWXr*;  
]2b" oHg  
]~kqPw<R  
进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 t#Yyo$9  
fp12-Hk ~  
ub4(mS  
w[4SuD  
进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 O aF+Z@s  
K"-N:OV