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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 * iF]n2g:  
    JW3B'_0  
    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。 MpF$xzh  
    TZY3tUx0|G  
    Uk6HQQ  
     }Nf%n@  
    设计任务 |v({-*7  
    ,.}]ut/Tm  
    使用近轴近似的衍射1：7×7分束器的初步设计通过严格分析，进一步优化零阶均匀性和影响 mD^ jd+  
    jW  3c"  
     23DiW#o'  
    C,NJb+J  
    光栅级次分析模块设置 C,v(:ZE$J7  
                           /,g,Ch<d  
    M)2VcDy  
    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。 ,f[>L|?e  
    @ < Q|5  
    Vz=PiMO  
    !Rhl f.x  
    1f":HnLRM  
    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。 *U P@9D  
    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。 UOxkO  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 ''0fF_P  
    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。 [E/\#4b  
    CD~z=vlK-  
     a-|*?{o  
    衍射分束器表面 yrC7F` .  
    3_MS.iM  
     iqe%=%ZR  
    xUa{1!Y8  
    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。 yFtd=AI'E  
    _s .G  
    =AEBeiz  
    SV~cJ]F  
    MM x9(`t*.  
     H\0~#(z?.  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) 4}eepJOn  
    nv~%#|v_W  
     6er-{.L=  
    B(n{e53 9f  
     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。 CTZh0 x  
     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，。 aPm`^ q  
     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。 no9;<]4  
    5*,f Fib  
     4<lRPsvgc  
    ~;#Y9>7\\'  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 8q,6}mV  
    V;:jZpG  
     L_wk~z  
    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。 \ywXi~+kUv  
    n8".XS  
    ck.w 5|$  
    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 (K)]qNH  
    Vp3ZwS  
    }Du}c3  
    设计与评估结果 j]aoR  
    相位功能设计 2&^]k`Aj6D  
    结构设计 =A!@6Nw  
    TEA评价 4:dH]  
    FMM评估 zhpt%7So  
    高度标度（公差）     y*tZ !m2Gg  
    |ayVjqJ*  
    通用设置 oBzfbg8p  
    {:]9Q Tq  
    s3R(vd  
    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。 [g:$K5\64  
    通过这种方法获得了以下三个结果：我们将对其进行进一步评估。     jN6uT &{T  
    MBhWMCN2  
    9Bw|(J  
    纯相位传输设计     ]jmL]Ny^  
    r?Wk<>%>  
     (<}&DE  
    ZRg;/sX]  
    结构设计 %|oJ>+  
    EioB%f3  
     PEuIWXr  
    n 3D;"a3  
    hR Ue<0o:  
    更深的分析 lMg+R<$~I  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 sU@nc!&Y@  
    •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。 7w/4QiI  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 bS"fkf9  
    VI'hb'2  
     Xt@Z}B))pu  
    7[5.> h  
    使用TEA进行性能评估 Gr^E+#;  
    glF; e T  
     |qmu _x\  
     BC&9fr  
    使用FMM进行性能评估 D~$r\ ]av  
    fvF?{k>~}  
     p%R  
    Ko&>C_N  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 ZfgJ.<<  
    'zGo?a  
     m|:_]/*qE  
    ,Qnd3[2[  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 _J? Dq  
    vDxe/x%  
     kMt 8/E`  
     NwG= <U*  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 R]btAu;Z  
    GP:77)b5  
     XAe% m^  
     yRfSJbzaf\  
    VirtualLab Fusion技术 *UmI]E{g3(  
    }t%!9hr5D  
     DFd%9*N  
    371 TvZ4  
     
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