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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
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2023-08-09
    摘要 H<rnJ  
    w^:V."}-$  
    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。 +cPE4(d  
    *` @XKK  
    =j'J !M  
     [H6X2yjj|  
    设计任务 *G2)@0 {  
    ? 6yF{!F*  
    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 )[@YHE5g  
    NB!'u) lFD  
     7- *( a  
    a>&;K@  
    光栅级次分析模块设置 UX-_{I QW  
                           [*Aqy76Qa  
    4Vb}i[</  
    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。 v&[X&Hu[  
    &;~2sEo,  
    Q`@$j,v  
    ;Sx'O  
    Tc'{i#%9j  
    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。 t+W=2w&  
    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?du+:  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。  Gh)sw72  
    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。 4."o.:8x  
    A;kw}!  
     W|r+J8  
    衍射分束器表面 @dWS*@  
    (dLE<\E  
     tn:/pPap  
    !yV,|)y5F  
    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。 p,[XT`q^  
    uK4'n+_>\  
    zDvP7hl  
    nyl8=F:V  
    v3hQv)j)  
     8XS {6<  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) XL.CJ5y>  
    },Re5W nl  
     "&~?Hzm  
    p^4;fD  
     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。  ^ :  
     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，。 fzkCI  
     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。 :EQme0OW  
    Jm);|#y  
     UgD'Bi  
    .5KC'?  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 C<wj?!v,F[  
    lEYT{  
     8~[C'+r  
    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。 %!HnGwv-  
    }n2-*{)x  
    /_VRO9R\V  
    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 #<tWYE  
    f,`}hFD  
    ot>EnHfV  
    设计与评估结果 $)TF,-#x  
    相位功能设计 _r?;lnWx@  
    结构设计 z:i X]df  
    TEA评价 e??{&[  
    FMM评估 F~Z 0  
    高度标度（公差）     Y)4Nydq  
    c~L6fvS  
    通用设置 Dt~}9HrU  
    8SCW.;0  
    $?/Xk%d+  
    提供多次运行文档，允许用户执行任意数量的设计，并提供根据特定标准筛选结果的选项。 \_I)loPc8  
    通过这种方法获得了以下三个结果：我们将对其进行进一步评估。     SJ~I r#  
    d*\C^:Z  
    X%9xuc  
    纯相位传输设计     DKVt8/vq  
    ap'kxOf"1  
     9+is?Pj  
    ?k:])^G5  
    结构设计 "! 6 B5Oz  
    'MdE}  
     }DUDA%U  
    ad$Qs3)6o  
    $vGEY7,  
    更深的分析 WtdkA Sj  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 oCdOC5  
    •可以利用这一点来纠正零阶不期望的效率，从而改善均匀性。 MMA@J  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 JbC\l  
    Bc|x:#`C\{  
     ^9*|_\3N  
    xXU/m|  
    使用TEA进行性能评估 qn"T? O  
    *UL|{_)c  
     iUG/   
     A%m `LKV~@  
    使用FMM进行性能评估 +@],$=aE?  
    Obc3^pV&  
     !VJa$>,  
    RBD7mpd  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 Lj Q1ar\  
    x&fCe{5  
     QUw5~n ;-  
    U)/Ul>dY  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 T4}?w  
    $9i5<16  
     tEX~72v  
     ])wMUJWg2  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 ]o+|jgkt]  
    9]F&Fz/G  
     v3JIUdU=P  
     XsN#<"f;i  
    VirtualLab Fusion技术 OO wA{]gK  
    S5 nw  
     6-X?uaY)os  
    x5 ~E'~_  
     
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