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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
    0
    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2023-08-09
    摘要 d~O\zLQ;  
    k%/Z.4vQG  
    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。 r3/H_Z  
    O|#^&d  
    <y\>[7Y  
     }!(cm;XA"  
    设计任务 me$ 7\B;wy  
    !tmY_[\  
    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 \NS\>Q+d  
    RXb+"/   
     }X)mZyM[  
    m /JpYv~  
    光栅级次分析模块设置 3uz@JY"mK  
                           8"LvkN/v^  
    U=QV^I Qm  
    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。 4rc4}Yu,JI  
    vEvVT]g[V  
    %rzC+=*;  
    i(2s"Uww,  
    I/<aY*R4  
    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。 41^+T<+  
    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。 w=s:e M@  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 {XC# -3O  
    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。 60*2k  
    n87B[R  
     5<GC  
    衍射分束器表面 hoD (G X  
    YbND2 i  
     g599Lc&  
    e54wAypPOl  
    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。 g[0b>r7   
    b/Z=FS2T  
    EQ-r  
    {l%Of  
    B4r4PSB>!  
     9sFZs]uM  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) Z[R E|l{  
    [, 3o  
     (2[tQ`~  
    {k%*j 4  
     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。 A/|To!R  
     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，。 DFQp<Eq]7  
     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。 Cz-eiPlq  
    Q.>@w<[!L  
     Waj6.PCFm  
    %# ?)+8"l  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 xqs{d&W  
    ) kfA5xi[  
     U}~SY  
    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。 L%}k.)yev  
    lRF04  
    k(pI5N}pJZ  
    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 Wl/oun~o  
    "-88bF~  
    0/S|h"-L  
    设计与评估结果 5 >S #ew  
    相位功能设计 SMY,bU'a  
    结构设计 LuM:dJ  
    TEA评价 ?n)d: )Ud"  
    FMM评估 NGcd  
    高度标度（公差）     _dky+ E  
    ?`bi8 Ck  
    通用设置 ~[l6;bn  
    b R> G%*a  
    VNBf2Va  
    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。  S<#>g s4  
    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。     dQT A^m  
    {VtmQU? cJ  
    epuN~T  
    纯相位传输设计     Ri=:=oF(  
     +:k Iq  
     Sio^FOTD  
    |ZZl3l=]  
    结构设计 F7P?*!dx  
    Hof@,w  
     vikA  
    : 8dQ8p;  
    XHs>Q>`  
    更深的分析 +z}O*,M"q  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 s.7\?(Lg  
    •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。 @SeInew;`l  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 "Zm**h.t  
    B3|h$aKC  
     9'nM$ a  
    aO8n\'bv  
    使用TEA进行性能评估 1W3+ng  
    Z>hS&B  
     $/*1 9 e~  
     nb-]fa  
    使用FMM进行性能评估 B=14 hY@`  
    8_ byS<b8  
     :5|'C  
    Q+@/.qJ  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 O&BNhuW2  
    7q\&  
     Q^13KWvuV  
    O?\UPNb:K  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 $d0xJxM  
    BNi6I\wa  
     ?.Iau/  
     )(bAi  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 = VIU  
    4`E[ WE:Q  
     Q /D?U[G  
     N;Hoi8W  
    VirtualLab Fusion技术 ]hE%Tk-  
    a(.q=W  
     0\tV@ 6p2=  
    m q#8 [D  
     
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