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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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    光券
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2023-08-09
    摘要 n`<U"$*  
    #:{6b *}  
    直接设计非近轴衍射分束器仍然是一个挑战。由于衍射角相当大，元件的特征尺寸与工作波长在相同的数量级上。因此，设计过程超出了近轴建模方法。因此，在这个例子中，迭代傅里叶变换算法(IFTA)和薄元素近似(TEA)用于衍射元素的初始设计结构，和傅里叶模态方法(FMM)随后应用于严格的性能评估。 re uYTH  
    d@g2k> >  
    k/#>S*Ne  
     .B$h2#i1  
    设计任务 8^X]z|2  
    5Y-2 #  
    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 lzfDH =&  
    G (\Ckf:  
     !}q."%%J_%  
    Cef7+fa  
    光栅级次分析模块设置 7) 0q--B  
                           AgsR-"uh  
    A&l7d0Z^j5  
    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。 _,Q[2gQ5N  
    $L&BT 0  
    f)^t')  
    evOb  
    U**)H_S/~  
    1. 通过应用设计带中的结构设计，所得到的传输函数可以转换为结构轮廓。 Z| L2oc e  
    2. 对于此转换，使用了薄元近似(TEA)。因此，所得到的结构与初始相位函数成正比。 e\.HWV]I  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 F< |c4  
    4. 要在不同的模拟场景中使用这种结构，需要从组件内部获取实际的采样表面或指定的堆栈。 DV,DB\P$  
    (1 yGg==W.  
     C1 {ZW~"YI  
    衍射分束器表面 XnY"oDg^>  
    )E`+BH  
     o)!m$Q~v  
    PP-kz;|  
    为了进一步评估，使用了通用光栅光学设置，其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪，以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 !KDr`CV&  
    i+AUQ0Zbf6  
    .. UoyBV  
    ;+/NjC1  
    } J(1V!EA  
     ~ B]jV$=  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) ?9S+Cj`  
    8uA<G/Q;  
     fq(5Lfe}  
    o^PuhVu  
     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。 KpGUq0d@  
     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，。 _BwKY#09Zp  
     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。 lh$CWsx  
    v= 8VvT 8  
     7@~QkTH~y  
    /.v_N%*-v  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 >13/h]3  
    >Bx8IO1_\d  
     ! tr9(d  
    光栅级次分析仪提供了所有衍射阶的效率的概述，作为许多可能的输出。 -t>Z 9  
    b[0S=e G  
    yM|g|;U  
    使用可编程光栅分析仪，用户可以指定应计算的值。例如:总效率、均匀性误差、0阶效率 9A<0zt  
    C9pnU,[  
    - 3]|[  
    设计与评估结果 ,-:a?#f>  
    相位功能设计 HTN$ >QTI  
    结构设计 [DhEh@  
    TEA评价 ?OO%5PSen  
    FMM评估 B~rU1Y)  
    高度标度（公差）     K=o:V&  
    TZBVU&,{Z  
    通用设置 0@v 2*\D#  
    8~qlLa>jc  
    -xTKdm D  
    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 ;h&5.p  
    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。     UEN56@eCNf  
    1x;@~yU  
    ,\}k~ U99  
    纯相位传输设计     94YA2_f;  
    nqeVV&b!  
     !"%S#nrL$  
    )r pD2H  
    结构设计 ?cJA^W  
    kw#X]`c3  
     qzHU)Ns(_  
    ,@479ZvvR3  
    u ]SZ{[ e  
    更深的分析 n5\}KZh  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 W W35&mI)k  
    •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。 kAt RY4p  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 JeL~]F  
    =t HD 4I  
     | F8]Xnds  
    1Df, a#,y"  
    使用TEA进行性能评估 IE}Sdeqi)  
    .=CH!{j  
     p$XnOh  
     DEcGFRgN~  
    使用FMM进行性能评估 $-e=tWkgv  
    |lY`9-M`I  
     '?b\F~$8  
    \ JG #m  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 z :? :  
    Gj*SPU  
     L@+Z)# V  
    `}Eh[EOHJ  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 7<vy;"wB  
    =CEHRny  
     ,, 7.=#  
     Eh:yR J_8  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 88#N~j~P  
    yj'Cy8  
     +~:x}QwGT  
     5e)i!;7Uv  
    VirtualLab Fusion技术 q{[1fE"[K4  
    g(1"GKg3K  
     y%JF8R;n  
    Vl-D<M+i h  
     
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