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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 uAzV a!)  
    1uB}Oe 2~  
    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。 *X%`MN  
    .w$v<y6C  
    rM[Ps=5  
     lxbbyy25  
    设计任务 sN-5vYfC*  
    {zbH.V[  
    使用近轴近似的衍射1：7×7分束器的初步设计通过严格分析，进一步优化零阶均匀性和影响 >P\T nb"Q\  
    :U ?P~HI  
     wH|\;M{0V1  
    X?>S24I"9  
    光栅级次分析模块设置 "kP.Kx!  
                           e6s L N  
    xg'0YZ\t  
    使用常规的分束器会话2编辑器，VirtualLabFusion提供了一个指导工具，允许用户一步一步地指定所有影响分束器设计的参数。 'G-VhvM v  
    (d#?\  
    gQ?>%t]  
    Vy}:Q[  
    g'pE z  
    1. 通过应用设计带中的结构设计，所得到的传输函数可以转换为结构轮廓。  `Yoafa  
    2. 对于此转换，使用了薄元近似(TEA)。因此，所得到的结构与初始相位函数成正比。 bXJ,L$q  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 E'MMhl o  
    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。 H@G7oK  
    2$\1v*:  
     .]r[0U  
    衍射分束器表面 {zVJlJKxs  
    0>Mm |x*5  
     D3XQ>T[*q  
    XHN?pVZ7  
    为了进一步评估，使用了通用光栅光学设置，其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪，以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 >#!n"i;  
    Fi7pq2  
    c?q#?K aF  
    1-w1k ^e  
    -|f9~(t  
     }E?s*iP  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) c%xxsq2n  
    rB=1*.}FLc  
     lV]l`$XI  
    tQ`tHe  
     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。  U,Z(h  
     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，。 SvI  
     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。 ^gb2=gWZ<  
    _BR>- :Jr  
     WqYl=%x"{V  
    2a? d:21 B  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 Nkv2?o>l  
    nHZ 4):`  
     {jk {K6 }  
    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。 dZnq 96<:|  
    0CTI=<;  
    m1+DeXR_g  
    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 .Ta$@sPh}  
    jRgv 8n  
    1 #EmZ{*  
    设计与评估结果 , / 4}CM  
    相位功能设计 D.?KgOZ  
    结构设计 (q +Q.Q  
    TEA评价 v[Ar{t&  
    FMM评估 +d#ZSNu/  
    高度标度（公差）     yP-.8[;  
    &<!I]:Y  
    通用设置 j4G,Z4  
    -sc@SoS  
    [k1N`K(M  
    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。 N k^#Sa?  
    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。     {BKI8vy  
    %kVpW& ~  
    i(U*<1y  
    纯相位传输设计     JNMZn/  
    @x{;a9y  
     hV=)T^Q  
    66z1_ lA  
    结构设计 @Vb-BC,  
    "G4{;!0C  
     N'[^n,\(:  
    nnr(\r~  
    C:P,q6  
    更深的分析 ;PLby]=O  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 n*_FC  
    •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。 I^lb;3uR  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 d]a*)m&  
    iCw~4KG  
     @-u/('vpB  
    [m('Y0fwO^  
    使用TEA进行性能评估 wcV~z:&^5  
    z?E:s.4F  
     ]2Lwd@  
     &|gn%<^  
    使用FMM进行性能评估 wAy;ZNu  
    /4=O^;   
     gv<9XYByt  
    0! !pNK%(  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 2;6p2GNSh  
    v?Y9z!M  
     neOR/]  
    mtJI#P  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 tR2IjvmsX  
    =zI eZ7  
     #x "pG  
     zXMIDrq  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 !&19%C4  
    yQCfn1a)  
     % ]  
     ZRcY; ?  
    VirtualLab Fusion技术 #PtV=Ee1  
    6AzH'H F  
     rEZa%)XJ  
    l} h<2  
     
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