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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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    科学家
     
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    光币
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    光券
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2023-08-09
    摘要 Yc*Ex-s  
    S1R:/9 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。 Ak\w)!?s  
    *:*Kdt`'G  
    'z=QV{ni  
     #z*-  
    设计任务 X8Xw'  
    B-<H8[GkG1  
    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 TZ]D6.mD  
    O'G,   
     v$H]=y  
    iA^GA8dn  
    光栅级次分析模块设置 .\?)O+J!  
                           wV9[Jl\Z  
    `oxs;;P  
    使用常规的分束器会话2编辑器，VirtualLabFusion提供了一个指导工具，允许用户一步一步地指定所有影响分束器设计的参数。 &mM[q 'V  
    <L72nwcK  
    3r)<:4a u&  
    sKkk+-J4  
    /puM3ZN  
    1. 通过应用设计带中的结构设计，所得到的传输函数可以转换为结构轮廓。 L)sCc0fv7k  
    2. 对于此转换，使用了薄元近似(TEA)。因此，所得到的结构与初始相位函数成正比。 \*5_gPj!d  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 pV3o\bk!  
    4. 要在不同的模拟场景中使用这种结构，需要从组件内部获取实际的采样表面或指定的堆栈。 #^>5,M2  
    zdwr5k  
     } h.]sF  
    衍射分束器表面 5jpb`Axj#  
    DKjkO5R\  
     l~/g^lN  
    -qPYm?$  
    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。 {!B^nCSL  
    ?W%9H\;  
    vq df-i  
    (>OCLmV$  
    483BrFV  
     SLa\F  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) )_bR"!Z  
    >l\?K8jL9  
     xJvM l`2;  
    !;YmLJk;hN  
     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。 * 7ki$f!  
     薄元近似通常产生更快的结果，当结构小于波长的5倍,可能有精度问题，。 ]yxRaW9f  
     傅里叶模态方法允许一个严格的模拟，但需要更高的数值计算。 tr]=q9  
    6QCU:2IiL  
     8h&Ed=gi  
    _VeZ lk7 k  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 .{-&3++WZ  
    .}}w@NO  
     Ax=k0%M[&  
    光栅级次分析仪提供了所有衍射阶的效率的概述，作为许多可能的输出。 -`mHb  
    uqhNi!;  
    !$:lv)y  
    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 A.!V*1h{  
    p+O 2 :  
    H+]>*^'8  
    设计与评估结果 s uT#k3  
    相位功能设计 q L6Rs  
    结构设计 /$7_*4e  
    TEA评价 ddDl~&}o  
    FMM评估 \\F@_nB,b  
    高度标度（公差）     !+?,y/*5(  
    O\64)V 0  
    通用设置 [dje!5Dc(  
    : -@o3Syg  
    V@0Z\&  
    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。 $J>J@4  
    通过这种方法获得了以下三个结果：我们将对其进行进一步评估。     s2*^ PG  
    NR8YVO)5$  
    ,[To)x5o  
    纯相位传输设计     FK MuRy|  
    w6k\po=  
     {2`:7U ~|  
    MPINxS  
    结构设计 =?U"#a  
    sv<U$M~)X  
     x[Xj[O  
    T@PtO "r  
    \vBpH'hR,'  
    更深的分析 $z-zscco  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 Hq.ys>_  
    •可以利用这一点来纠正零阶不期望的效率，从而改善均匀性。 %&L]k>n^  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 ^^[MDjNy@  
    >&K1+FSmyJ  
     [vuqH:Ln  
    ,Db+c3  
    使用TEA进行性能评估 )q?z "F|  
    A^PCI*SN[  
     aB9Pdu t  
     %,u_ `P  
    使用FMM进行性能评估 YYrXLt:  
    8y!d^EQ  
     *I0{1cST  
    X G fLi  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 s 2t'jIB  
    ^c1%$@H  
     ;<Dou7=  
    :IFTiq5a;  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 rs$sAa*f  
    3lc'(ts %  
     Las4ux[_  
     Dp 0   
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 9W ng(ef6G  
    `3!ERQU  
     (\ `knsE!  
     >|jSd2_p  
    VirtualLab Fusion技术 9Ny{2m=Ye  
    >W,1s  
     -Dw qoWZ  
    &P>wIbE  
     
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