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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 e[a?5,s2  
    9!sR}  
    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。 g x~fZOF_  
    J_Pb R b  
    v}AVIdR  
     J< U,~ra\  
    设计任务 )2jBhT  
    EFb"{L  
    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 _7LZ\V+MLW  
    Mli`[8@(  
     %>G(2)Fb\\  
    =whYo?cE(  
    光栅级次分析模块设置 x#{.mN  
                           CAl]Kpc  
    z_LN*u  
    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。 (\M&Q-xZ  
    ,[{)4J$MV  
    psZAO,p  
    9cm9;  
    "2'pS<|  
    1. 通过应用设计带中的结构设计，所得到的传输函数可以转换为结构轮廓。 Tn7(A^h'  
    2. 对于此转换，使用了薄元近似(TEA)。因此，所得到的结构与初始相位函数成正比。 (;@\gRL  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 a5AD$bP  
    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!US:^}lu  
    'sCj|=y2Qc  
     ZRd,V~iz  
    衍射分束器表面 \Y{^Q7!>:8  
    5/),HGxi  
     9 ZD4Gv   
    f2y:K6$'l*  
    为了进一步评估，使用了通用光栅光学设置，其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪，以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 >[ox|_o  
    PnKgUJoa0  
    9a*}&fL[  
    ?U`~,oI0  
    c= }#8d.  
     /bd1Bi  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) #H@rb  
    C;6Nu W  
     rI E m  
    {|kEGq~aE  
     一般光栅组件提供了薄元近似(TEA)和傅里叶模态方法(FMM)作为解决模型给定的光栅。 *)jhhw=34  
     薄元近似通常产生更快的结果，当结构小于波长的5倍,可能有精度问题，。 -W:te7  
     傅里叶模态方法允许一个严格的模拟，但需要更高的数值计算。 `;9Z?]}`  
    Nn_n@K  
     m*d {pX  
    x]Nk T  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 MyyNYZ  
    8a^E{x@HT  
     8"zFTP*;u  
    光栅级次分析仪提供了所有衍射阶的效率的概述，作为许多可能的输出。 uP-I7l0i1  
    9f ^c9@=  
    Q3$AL@".  
    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 U;7Cmti"  
    ugwZAC  
     6tPgFa#N  
    设计与评估结果 B3lP#ckh  
    相位功能设计 Sl8A=Ez  
    结构设计 /2!Wy6 p  
    TEA评价 k-$5H~(PZ  
    FMM评估 \!erP!$x .  
    高度标度（公差）     QD6in>+B@  
    tR,&|?0  
    通用设置 S<f]Y4A&  
    \D9J!K82  
    YQ&Ww|xe  
    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。 r{V=)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。     \Tc<27-  
    b=5"*=T{+  
    H+oQ L(i|_  
    纯相位传输设计     fr\"MP  
    LovVJ^TD0i  
     g/o@,_  
    }-ly'4=l  
    结构设计 m M> L0  
    XA&Vtgu  
     %[<@$qP  
    yBJf'-K  
    vqC!Ajm  
    更深的分析 (9#$za>  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 X7cqAi  
    •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。 m zh8<w?ns  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 )O xsasn)M  
    =i4%KF9 x  
     :7,j%ELic  
    $Z{ap  
    使用TEA进行性能评估 3tO=   
    e5g# a}  
     vn]e`O>y  
     qT<OiIMj^  
    使用FMM进行性能评估 $ ]ew<j  
    4jOq.j  
     7Rba@ cs9  
    K@JGGgrE`!  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 FN$sST  
    EO&PabZWR  
     m W/6FC  
    JE a~avyJ  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 m| /?((s  
     iI!MF1  
     FO"sE`  
     6n|R<DO%\  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 SBf8Ipe  
    9+"R}Nxv^  
     GOKca%DT=  
     `X["Bgk$!T  
    VirtualLab Fusion技术 I"=a:q  
    XF6ed  
     wM-I*<L>  
    F}f/cG<X  
     
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