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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
    A2..gs/  
    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。 RK< uAiU  
    l4RZ!K*X_"  
    ;tlvf?0!  
    05Ak[OOU>  
    设计任务 U<K)'l6#2n  
    J.$N<.  
    使用近轴近似的衍射1:7×7分束器的初步设计通过严格分析,进一步优化零阶均匀性和影响 =XVw{\#9 b  
    X3@Uih}|  
    iU+O(vi  
    +xp)la.  
    光栅级次分析模块设置  Vmt$]/  
                           <v%Q|r  
    @cukoLAn  
    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 \(C6|-:GY  
    ;X, A|m$(  
    K|]/BjB/  
    x.8fxogz  
    5<YV`T{5Kl  
    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。 T,r?% G{XE  
    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。 fS?}(7  
    f3^Anaa]l  
    Zjd9@  
    衍射分束器表面 #Pt_<?JtV  
    3N257]  
    lha)4d  
    )Vd^#p  
        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。 5X&Y~w,poU  
    jl9hFubwW  
    VkFMr8@|  
    42M_  %l_  
    4( $p8J  
    $O3.ex V  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) MroN=%|t  
    2DU Y4Ti  
    [n4nnmM  
    F_G .$a Cc  
     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。 jIEntk  
     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,。 bb  M^J  
     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。 uP G\1  
    1J([*)  
    .+A)^A  
    ;*QK^#  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 DSQ2|{   
    |M`'   
    90#* el  
        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。 DL`8qJ'mJs  
    p]0`rf!|  
    hjyM xg;Q?  
            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 d~ +(g!  
    KRz~3yH{ c  
    q #mBNe62p  
                设计与评估结果            相位功能设计 aVCPaYe^  
                结构设计TEA评价 Z_[ P7P  
    FMM评估            高度标度(公差) Unvl~lm6  
    z%S$~^=b  
    通用设置 C~egF=w  
    @^T~W^+  
    !( >U3N  
            提供多次运行文档,允许用户执行任意数量的设计,并提供根据特定标准筛选结果的选项。 )9^)t   
            通过这种方法获得了以下三个结果:我们将对其进行进一步评估。 .W^B(y(tA  
    {CV+1kz  
    纯相位传输设计 ( +Sv3h  
    " i:[|7  
    3_<l`6^Ns/  
    b"WF]x|^  
    结构设计 e8rZP(g&g  
    rRg,{:;A  
    ltf KqY-  
    O 2-n-  
    Vm|KL3}NRv  
            更深的分析 7mq&]4-G  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 =WjHf8v;  
    •可以利用这一点来纠正零阶不期望的效率,从而改善均匀性。 Pr1q X5>=  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 }/dk2!?ig  
    pJx7S sW  
    +l^tT&s;f  
    9v_s_QkL2  
    使用TEA进行性能评估 ]f#s`.A~  
    %ggf|\ -e  
    yfK}1mx)j  
    ?<${?L>  
    使用FMM进行性能评估 Wk\(jaL%  
    H.\`(`6  
    8'u9R~})   
    ?OLd }8y  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 `0\Z*^>  
    +9w[/n^,G  
    ka~_iUU4  
    AY{KxCr b^  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 tGgxID  
    Ec!!9dgRQ  
    UB.1xcI  
    `wXK&R<`  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 \= v.$u"c  
    3Rc*vVnI  
     
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