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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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    科学家
     
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2023-08-09
    摘要 [szwPNQ_  
    .AV--oA~  
    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。 mMa7Eyaf  
    ?$o8=h  
    |D^[]*cEH  
     v=/V<3  
    设计任务 1dKLNE  
    ,2]6cP(6qQ  
    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 >`lf1x  
    W58 \V  
     K&S~IFy  
    %i^%D  
    光栅级次分析模块设置 vF*H5\ m<a  
                           l\(t~Q  
    [,fMh $t  
    使用常规的分束器会话2编辑器，VirtualLabFusion提供了一个指导工具，允许用户一步一步地指定所有影响分束器设计的参数。 5[;^Em)C  
    K7y}R%Q F  
    5:AAqMa  
    sGzd c  
    6%5A&&O(b  
    1. 通过应用设计带中的结构设计，所得到的传输函数可以转换为结构轮廓。 "Pu P J|  
    2. 对于此转换，使用了薄元近似(TEA)。因此，所得到的结构与初始相位函数成正比。 U"ga0X5  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 zS?L3*u  
    4. 要在不同的模拟场景中使用这种结构，需要从组件内部获取实际的采样表面或指定的堆栈。 KJ~f ~2;  
    gzuM>lf*{  
     z?cRsqf  
    衍射分束器表面 HM<V$ R  
    $YW z~^f  
     lQ)8zI  
    WLizgVM  
    为了进一步评估，使用了通用光栅光学设置，其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪，以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 dLo%+V#/A  
    jIEK[vJ`  
     m>a6,#I  
    ^^)Pv#[3  
    ` !rHH  
     !.F`8OD`u  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) id*UTY Tg  
    n RXf\*"3  
     H,?AaM[V  
    esxU44  
     一般光栅组件提供了薄元近似(TEA)和傅里叶模态方法(FMM)作为解决模型给定的光栅。 zf^!Zqn[8z  
     薄元近似通常产生更快的结果，当结构小于波长的5倍,可能有精度问题，。 AU)Qk$c  
     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。 Vg2s~ce{  
    |>p\*Dl}H  
     9}5Q5OZ  
    ;;UvK v  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 B_:K.]DK`  
    \24neD4cM@  
     :JPI#zZun  
    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。 S6K aw  
    uD<*g(R  
    R` /n sou  
    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 8 v&5)0u  
    zQ7SiRt7*  
    -V<i4X<|,+  
    设计与评估结果 \alRBHqE  
    相位功能设计 9B<y w.  
    结构设计 D<nTo&m_  
    TEA评价 U4Qc$&j>  
    FMM评估 Vrz<DB^-e  
    高度标度（公差）     l=kgRh  
    3``$yWWg  
    通用设置 "j~=YW+l  
    1{"e'[ L  
    '"=C^f  
    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。 AEEy49e  
    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。     IDcu#Nz`  
    W"z!sf5U  
    Px)VDs=k  
    纯相位传输设计     KLbP;:sr  
    R1?g6. Mq  
     E-&=I> B5  
    F4d L{0;j  
    结构设计 -rU *)0PR  
    y8 `H*s@  
     Cm>8r5LG  
    U4 M!RdG  
    Qx$Yj  
    更深的分析 2D&tDX<  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 1jQz%^~  
    •可以利用这一点来纠正零阶不期望的效率，从而改善均匀性。 p`XI(NI  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 H@OYtPHGR  
    u:fiil$  
     RYmk6w!w  
    O8n\>pkI  
    使用TEA进行性能评估 `N2zeFG  
    .rax`@\8  
     FWPkvL  
     IOt!A  
    使用FMM进行性能评估 ]Kil/Y  
    @l BR;B"  
     zn@tLLX  
    BxlpI[yWq  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 C{+~x@  
    |PTL!>ym2  
      03_tt7  
    L,Uqt,  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 !d%OoRSU'  
    N\ GBjr-d  
     CEZ*a 0}=  
     !P#lTyz  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 A+:K!|w  
    LV'v7 2yUH  
     %xkqiI3Ff  
     ~99Ta]U  
    VirtualLab Fusion技术 42 8kC,  
    5-aCNAF2  
     ,SS@]9A &  
    X]Sr]M^EK  
     
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