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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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    离线infotek
    科学家
     
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    光币
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    光券
    0
    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2023-08-09
    摘要 Rxlv:  
    co^h2b  
    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。 rw gj]  
    )vVf- zU  
    Wyeb1  
     fy|I3  
    设计任务 3/]FT#l]i  
    -:J<JX)o  
    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 }Ujgd2(U  
    87eH~&<1  
     9e vQQN6D|  
    $% gz, {  
    光栅级次分析模块设置 @v&s|X '  
                           -"H0Qafm  
    D.x8=|;  
    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。 0) F\aJ4Y  
    %f1IV(3Qc  
    -o!bO9vC  
    nLv~)IQ}:  
    |3Oyg?2  
    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。 khD)x0'b  
    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。 tLq]#9kL  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 C8|#  
    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。 A,=> |&*  
    !"Q%I#8uh  
     `NEi/jB  
    衍射分束器表面 k*\)z\f  
    U,61 3G  
     o76!7  
    fqq4Qc)#U&  
    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。 V3r)u\ o'  
    la!U  
    DG0I- "s  
    fiD,HGx i  
    -qHG*v,  
     WVOj ;c  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) 0chpC)#Q3;  
    pL`Q+}c}  
     >P\eHR,{-  
    M"/Jn[  
     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。 H-v[ShE  
     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，。 <j,3Dn  
     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。 ~9yK MUf  
    G kG#+C0L  
     Qzo -Yw`=  
    1r}i[5  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 &0%Z b~ts  
    wCR! bZ w  
     &ZkJ,-  
    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。 R LF6Bc  
    ]Sa#g&}T>  
    . _|=Btoo  
    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 ipp`99  
    c$2kR:  
    C,W_0= !e  
    设计与评估结果 HJ]e%og  
    相位功能设计 3C%|src  
    结构设计 *GBV[D[G,  
    TEA评价 1+N'cB!y  
    FMM评估 LmqSxHs0Q  
    高度标度（公差）     7qOkv1.}0  
    gWa0x-  
    通用设置 m?B=?;B9#  
    y] D\i5Xv  
    % R25,  V  
    提供多次运行文档，允许用户执行任意数量的设计，并提供根据特定标准筛选结果的选项。 mhhc}dS(H  
    通过这种方法获得了以下三个结果：我们将对其进行进一步评估。     V61oK  
    e.DN,rhqI  
    JkT!X  
    纯相位传输设计     -p)`ob-  
    x,10o   
     Qu=b-9  
    <_|@ ~^u  
    结构设计 mkyYs[  
    6c-'CW  
     R--s u:  
    RS}_cm0  
    8gE p5  
    更深的分析 {-me;ayk  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 H.{Fw j4  
    •可以利用这一点来纠正零阶不期望的效率，从而改善均匀性。 ~< UYJc  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 ,pTZ/#vP#  
    h'h8Mm  
     iz/CC V L  
    AU`z.Isf  
    使用TEA进行性能评估 &o t^+uVH  
    44P [P{y  
     v}t{*P  
     F1$XUos9  
    使用FMM进行性能评估 -YQS\@?  
    jJ<&!=  
     ]$ s)6)kW  
    "OI$PLK  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 x2)WiO/As  
    db1ZNw  
     y,&[OrCm^\  
    $X)|`$#pL#  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 v ,h"u  
    3 I%N4K4  
     )3e_H s+  
     6%6dzZ  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 ET9tn1  
    .bp#YU,m  
     dI7rx+L  
     UJL'4 t/  
    VirtualLab Fusion技术 3A"TpR4f`  
    t d\gk  
     8b 7I\J`  
    O zC%6;6h  
     
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