[技术]非近轴衍射分束器的设计与严格分析 [复制链接]

T IPb ]  
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。 ,:-S<]fS{_  
PDX
^MYoN  
_{,e-_hYM  
QQ97BP7W  
设计任务 d> Y9g  
SMgf(N3]  
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 #:{PAt  
GfY!~J  
hH{
&k>  
}Fyf?TZ$T  
光栅级次分析模块设置 ,g{`M]Ov  
                       R{@WlkG}  
%|o4 U0c  
使用常规的分束器会话2编辑器，VirtualLabFusion提供了一个指导工具，允许用户一步一步地指定所有影响分束器设计的参数。 j$zw(EkN  
M'HmVg4'  
pF#nj`L  
j*g5f  
UL(R/yc  
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。 LwkZ(Tt  
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。 0NZg[>H  
2>.B*P  
xgL*O>l)  
衍射分束器表面 L
$l'wz  
?A2#V(4  
P$N\o@  
`K~300-hOb  
    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。 7 \!t/<  
)O"5dF1l  
L/"XIMI*Xg  
b(I-0<  
W7S`+Pq  
{b"V7vn,  
衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) gsqlWfa  
D^]7/w:$-  
-k|r#^(G2  
vkOCyi?c  
 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。 p./zW )7+  
 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&zE|!  
 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。 ,H2[["1DH
 
CbVUz
<  
H? Z5ex  
y>3Zh5=  
光栅级次和可编程光栅分析仪 2)Grl;T]s  
7$b!-I+a2  
75u/'0~5  
    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。 7](,/MeGG  
NBwxN  
<kN4@bd;  
        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 SpU+y|\[0  
2w>WS#  
1N{}G$'Go  
            设计与评估结果            相位功能设计 SMY,bU'a  
            结构设计TEA评价 rU=qr&f"B  
FMM评估            高度标度（公差） ijEMS1$=7  
!K-lO{Z^  
通用设置 umhg O.!  
h+<vWo}H  
Q1yMI8  
        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 {oW  
        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。 I(tMw6C$:  
(KtuikJ32^  
纯相位传输设计 KX D&FDkF  
r6S-G{o  
E w#UlA:"v  
h+=xG|1R[5  
结构设计 qWX%[i%  
m}ZkNWH  
6a6;]lsG  
J<hqF4z  
ko<u0SjF)u  
        更深的分析 KZrg4TEVi  
•高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 \OPJ*/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。 `W>cA64 o  
•参数运行是执行此类调查的最佳工具。 >f+qImH  
v~E\u  
U}f"a!  

YX*NjXL  
使用TEA进行性能评估 z`g4
<  
7`eg;s^
 
03N|@Tu  
6=N!()s  
使用FMM进行性能评估 Ln-UN$2~F  
CE,0@%6F*  
_*iy *:(o  
;]gj:6M  
进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 B`{7-Asc1  
3R|UbG`  
UP<B>Y1a  
r0^*|+   
进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 Q*
jNJ^IW  
K&"ZZFd_  
FTgqE@  
C[ma!he  
进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 .gQYN2#zb  
a~*wZJ