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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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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2023-08-09
    摘要 j,CVkA*DY  
    y.+!+4Mg|  
    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。 i f!   
    Rs;Y|W4'  
    QrRnXlE M8  
     =}m'qy  
    设计任务 ve@E.`  
    1y7FvD~v  
    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 C[Nh>V7=  
    Fd1jElt  
      MKZq*  
    :BpXi|n;  
    光栅级次分析模块设置 4StoEgFS  
                           (Qj;B)  
    *rv7#!].  
    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。 ;I!Vba  
    ,B,:$G<  
    v#b(0G  
    W:V.\  
    @nxpcHj  
    1. 通过应用设计带中的结构设计，所得到的传输函数可以转换为结构轮廓。 `!lQd}W  
    2. 对于此转换，使用了薄元近似(TEA)。因此，所得到的结构与初始相位函数成正比。 &"mWi-Mpl  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 -AZ\u\xCB  
    4. 要在不同的模拟场景中使用这种结构，需要从组件内部获取实际的采样表面或指定的堆栈。 %1z`/B  
    xY<*:&  
     `IH*~d]  
    衍射分束器表面 {I]>!V0j!  
    0^mCj<g  
     , ^@z;xF  
    :@K~>^+U  
    为了进一步评估，使用了通用光栅光学设置，其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪，以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 fO,m_ OR:)  
    3%YDsd vQx  
    Q 1[E iM3  
    (\M+E tU<9  
    buA/G-<e  
     AGK{t+`  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) dr^MW?{a\  
    yt1dYF0Xq  
     E3QyiW  
    `{  ` W-C  
     一般光栅组件提供了薄元近似(TEA)和傅里叶模态方法(FMM)作为解决模型给定的光栅。  .F/0:)  
     薄元近似通常产生更快的结果，当结构小于波长的5倍,可能有精度问题，。 QR {>]I  
     傅里叶模态方法允许一个严格的模拟，但需要更高的数值计算。 iE,/x^&,&  
    CM4#Nn=i~  
     m e2$ R>@  
    I T gzD"d  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 p61F@=EL  
    g-DFcwO,V  
     PXo^SHJ+gt  
    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。 O ~D]C  
    Z=zD~ka  
    37 d-!  
    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 )}i|)^J  
    k`NXYf:  
    xew s~74L  
    设计与评估结果 A75z/O{  
    相位功能设计 e~PAi8B5  
    结构设计 kS< 9cy[O  
    TEA评价 ,nSapmg  
    FMM评估 {)PgN  
    高度标度（公差）     -~ H?R  
    i^}ib RQbN  
    通用设置 5q _n 69b  
    l09SWug  
    {;+9A}e  
    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。 #BwOWra  
    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。     +%? \#EQJ  
    s7s@!~  
    u+qj_Ej  
    纯相位传输设计     U[ |o!2$  
    Tzr'3m_  
     .05x=28n%  
    J Mm'JK?  
    结构设计 D| g{]nO  
    dyVfDF  
     \T {<{<n  
    M"5S  
    ][B>`gC-  
    更深的分析 a\tv,Lx  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 _[,7DA.qc  
    •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。 @waY+sqt=  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 }xpo@(e  
    z?  Ck9  
     ~'0W(~Q8  
    Y@limkN:  
    使用TEA进行性能评估 {QVs[ J1  
    'wVi>{?  
     .4XX )f5  
     >r.W \  
    使用FMM进行性能评估 qKk|2ecTB5  
    FY"csZ  
     XPT@ LM  
    4nKlW_{,  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 }Apn.DYbbf  
    y=LN| vkQ  
     z4 KKt&  
    3c[]P2Bh  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 ?63ep:QEk  
    :(#5%6F  
     Un Ocw  
     j> dL:V&`  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 'M,O(utGv  
    Y'76!Y  
     w]O,xO  
     X9;51JV  
    VirtualLab Fusion技术 <v3pI!)x  
    PLRMW 2  
     nJY3 1(p  
    6&_K;  
     
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