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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 Dg~r%F  
    @dE|UZ=(  
    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。 yQb^]|XG  
    {>[,i`)  
    xC;b<~zN  
     9`4mvK/@  
    设计任务 +=#sa m*i  
    Lf_`8Ux  
    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 t4)~A5s  
    qPsf`nI7  
     r@L19d)J  
    pk2OZ,14Mj  
    光栅级次分析模块设置 ^n#6CW*n  
                           {8D`A;KD  
    >?s[g)np  
    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。 0g% `L_e_  
    :lz@G 4 =C  
     B[jCe5!w  
    --E_s /   
    GkqKIs  
    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。 x zmg'Br  
    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。 yVd}1bX  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 Wr"-~PP  
    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。 G3]TbU!!T  
    Dd8*1,  
     9`kxyh</  
    衍射分束器表面 FbB^$ ]*  
    ]kUF>Wp  
     c!l=09a~a+  
    JK:i-  
    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。 !4zSE,1  
    SwHrHj  
    s0,c4y  
    M.|O+K z  
    ^g/    
     0~{jgN~  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) dLl/V3C6t  
    b 'p0T1K(  
     \k\ {S2SU  
    @Bs7kjuX  
     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。 e1a8>>bcI  
     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，。 "HI&dC  
     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。 TZ8:3ti  
    m'D_zb9+  
     Dizc#!IGU  
    BUR96YN.  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 %D|p7&  
    e= $p(  
     ?v8.3EE1\o  
    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。 Z_vIGH|1  
    ktX\{g!U  
    AwrW!)n }  
    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 Y'tPD#|r  
    1FC'DH!  
    Cx(|ZD^  
    设计与评估结果 82ay("ZY  
    相位功能设计 ( )K,~  
    结构设计 67Z@Hg  
    TEA评价 # +OEO  
    FMM评估 ~)Z{ Yj9)S  
    高度标度（公差）     <1i:Z*l.  
    t"[ xx_i  
    通用设置 t5 :4'%|  
    i\E}!Rwl+  
    /[ _aw&W}Z  
    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。 La&?0PA  
    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。     B!:%^S  
    8 nCw1   
    zJC!MeN  
    纯相位传输设计     O  |45r   
    \*] l'>x1  
     L9(mY `d>"  
    G i 1Jl"  
    结构设计 |C;8GSw>|F  
    2>%|PQ  
     H?-Byi  
    $7k"?M_  
    >uHU3<2&  
    更深的分析 SrlTwcD  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 c8uFLM j  
    •可以利用这一点来纠正零阶不期望的效率，从而改善均匀性。 KO*# ^+g  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 fC6zDTis8A  
    QH~;B[->  
     -G\svwv@)  
    n=t50/jV3=  
    使用TEA进行性能评估 K&T[F!  
    }le}Vuy\s  
     T22 4L.?  
     1Q[I$=-F  
    使用FMM进行性能评估 ['~E _z  
    6-"@j@l5<  
     ..FEyf  
    V { #8+  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 "==fWf  
    ].AAHu5  
     5"~F#vt  
    B{}<DP.  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 H?]%b!gQG  
    hA'i|;|ZYc  
     q!L@9&KAQ  
     ]iI2  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 m5c=h  
    R1sWhB99  
     V47z;oMXct  
     xxnvz  
    VirtualLab Fusion技术 E;`@S  
    B/Jz$D  
     ~&}e8ah2  
    E`0mn7.t  
     
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