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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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    在线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 B^?XE(.  
    ACYn87tq  
    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。 TMCA?r%Y\  
    uCfp+  
    []0~9,u  
     UYOn p7R<  
    设计任务 BD-=y  
    9`{2h$U  
    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 n5/Tn7hY  
    QZox3LM1&.  
     *KH@u  
    T_[\(K`w!  
    光栅级次分析模块设置 K>6k@okO  
                           U.'@S8  
    "'B%.a#k  
    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。 a?~csP^?}  
    [B @j@&  
    <SZO- -+lB  
    ~J{[]wi  
    m@u`$rOh  
    1. 通过应用设计带中的结构设计，所得到的传输函数可以转换为结构轮廓。 _ng =5  
    2. 对于此转换，使用了薄元近似(TEA)。因此，所得到的结构与初始相位函数成正比。 +|YZEC  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 S)@vl^3ec  
    4. 要在不同的模拟场景中使用这种结构，需要从组件内部获取实际的采样表面或指定的堆栈。 /+`<X%^U  
    jY+S,lD  
     ]G PJ(+5  
    衍射分束器表面 eI rmD  
    PZRn6Tc  
     qU*&49X  
    X\2hKUkT  
    为了进一步评估，使用了通用光栅光学设置，其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪，以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 'A!/pUML  
    2\B9o `Y  
    XuoEAu8]  
    fbTw6Fde$  
    S} Cp&}G{P  
     cievC,3*  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) _JTxm>  
    EvQwGt1)P  
     ]~S+nl yd<  
    yL x .#kx6  
     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。 hdJwNmEA>  
     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，。 DE\bYxJ  
     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。 q,+kPhHEgy  
    xTFrrmxOf  
     D>b5Uwt  
    ]Bd3d%  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 ~gWd63%8x  
    ,,gLrV k  
     F0'A/T'ht  
    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。 66@3$P%1p  
    !_-sTZ  
    I,4-  
    使用可编程光栅分析仪，用户可以指定应计算的值。例如:总效率、均匀性误差、0阶效率 R=9~*9  
    ~J>gVg%66  
    ~K-*q{6Q  
    设计与评估结果 BT#=Xh  
    相位功能设计 Gk"L%Zt)  
    结构设计 YG 5Z8@kH  
    TEA评价 AOlt,MNpQ  
    FMM评估 ]ZKt1@4AY  
    高度标度（公差）     =PFR{=F  
    C nSX  
    通用设置 ezr\T  
    n^pZXb;Y  
    Uy59zB2|=  
    提供多次运行文档，允许用户执行任意数量的设计，并提供根据特定标准筛选结果的选项。 FfxX)p1t  
    通过这种方法获得了以下三个结果：我们将对其进行进一步评估。     &xBK\  
    ,d>X/kd|o  
    Vv yrty  
    纯相位传输设计     V(2j*2R!  
    -e{)v'C)  
     qH h'l;.  
    ..]*Ao2  
    结构设计 ? %+VG  
    ~S^X"8(U  
     d]7|v r]  
    XnE %$NJ  
    G=C5T(  
    更深的分析 ,zN3? /7  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 oT|P1t.  
    •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。 lP@)   
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 %[Zqr;~l  
    s ~Lfi.  
     9P7xoXJ@y  
    T,WKo B  
    使用TEA进行性能评估 ntj`+7mw  
    1C0Y0{6,  
     r*6"'W>c6  
     8 )mjy!,  
    使用FMM进行性能评估 DIG0:)4R.  
    9U|<q  
     1iNsX\M  
    f`hyYp`d5  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 ,C{^`Bk-W  
    -}Cc"qm  
     1m>^{u  
    CJ9cCtA  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 1KTabj/C  
    &gGs) $f[  
     K,eqD<  
     "WYA  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 cxXbo a  
    oe(9mYWKa6  
     Pgn_9Y?<  
     /7k.r}6\R  
    VirtualLab Fusion技术 /~i.\^HX  
    9W1;Kb|Z<  
     "_K}rI6(t  
    F8{ldzh  
     
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