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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 io4/M<6<  
    m<:g\_<  
    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:|=d0  
    /p[lOg  
    *W1:AGpz  
     53?B.\  
    设计任务 PZCOJK  
    rqi|8gKY  
    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 2E=vMAS  
    f`,isy[  
     1n+JHXR\  
    rp,PhS  
    光栅级次分析模块设置 UE%~SVi.#  
                           ]1i1_AR'`  
    /Os;,g  
    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。 *Zk$P.]  
    $N17GqoC  
    !" 7ip9a  
    |),3`*N  
    eTY" "EWU  
    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。 .c2Zr|X  
    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。 ;{Su:Ixg  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 UhF+},gU  
    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。 $@4(Lq1.  
    ~z*A%vp6ER  
     Uz; pNWMk  
    衍射分束器表面 K6; sxF  
    OLgW .j:Ag  
     DM)%=C6<  
    tGh!5EZ6`  
    为了进一步评估，使用了通用光栅光学设置，其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪，以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 F\hU V[  
    c/ABBvd|  
    @G>Q(a*,  
    -PH!U Hg  
    i slg5  
     4?cIn4}  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) e8ZMB$byP  
    ~OQ/ |ws  
     ^bDh[O  
    bpWEF b'f  
     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。 K trR+ :  
     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，。 M?zwXmTVW0  
     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。 K#<cuHGC  
    >`!Lh`n7_  
     h oL"K  
    pz@wbu=($4  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 ;Jq 7E  
    f6-OR]R5  
     `p)$7!  
    光栅级次分析仪提供了所有衍射阶的效率的概述，作为许多可能的输出。 HOrD20  
    is [p7-  
    4! V--F  
    使用可编程光栅分析仪，用户可以指定应计算的值。例如:总效率、均匀性误差、0阶效率 q_ |YLs`  
    i*g>j <`  
    !XJS"owr  
    设计与评估结果 Fj~,>   
    相位功能设计 V]$J&aD  
    结构设计 XrD@q  
    TEA评价 xsIuPL#_  
    FMM评估 o?l9$"\sqb  
    高度标度（公差）     BVk&TGa;[$  
    mUW4d3tE  
    通用设置 %uWq)D4r  
    @z!|HLD+  
    kX)Xo`^Ys  
    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。 W8R"X~!V  
    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。      !xz0zT.  
    5bKm)|4z6  
    [b<AQFh<c  
    纯相位传输设计     20XN5dTFT  
    o> i`Jq&  
     s;eOX\0  
    p Y[dJxB  
    结构设计 :6r)HJ5sg  
    v0}R]h~>\H  
     !.nyIA(  
    sF`ELrR \  
    ClvqI"Rd  
    更深的分析 ^k7`:@ z0U  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 FnFJw;:,{  
    •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。 3RyB 0 n  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 R!8qkG  
    )Kw Gb&l&  
     A=S_5y  
    nr t3wqJ  
    使用TEA进行性能评估  KDODUohC  
    *$eMM*4  
     O-D${==  
     !b0ANIp  
    使用FMM进行性能评估 D|`I"N[<  
    "`jey)&H*M  
     GYq.!d@O  
    cU^Z=B  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 I#m0n%-[  
    uGxh}'&  
     zFn-V EJ)  
    6ofi8( n[  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 NQx`u"=  
    O_u2V'jy9  
     <lBY  
     ?Thh7#7LM  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 mjwh40x.o  
    6/Pw'4H9$  
     iksd^\]f  
     lLb"><8a  
    VirtualLab Fusion技术 OcBK n=8  
    /kLG/ry8l:  
     !BocF<UE  
    ,o3{?o]s  
     
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