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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
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2023-08-09
    摘要 ZO}*^  
    w1Kyd?~%]  
    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。 H.e@w3+h  
    $U1'n@/J  
    D!CGbP(  
     BL7%MvDQ  
    设计任务 dBkB9nz  
    W\/0&H\i  
    使用近轴近似的衍射1：7×7分束器的初步设计通过严格分析，进一步优化零阶均匀性和影响 x.aUuC,$x  
    Mmn[ol  
     1RLSeT  
    HukHZ;5  
    光栅级次分析模块设置 riz({  
                           o3yZCz  
    1Pbp=R/7ar  
    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。 $k dfY'u  
    K4~dEZ   
    Z|.z~53;  
    M&L"yQA  
    5M3QRJ!  
    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。 gS!M7xy  
    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。 Gl+}]Vn[n  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 GIp?}tM  
    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 74hv`G9  
    MFVFr "  
     {.ph)8  
    衍射分束器表面 $O[ut.   
    `7NgQ*g.d/  
     HHdc[pJ0D  
    3Xy>kG}  
    为了进一步评估，使用了通用光栅光学设置，其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪，以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 >Kx l+F  
    9P]TIV.  
    Z@>>ZS1Do  
    SngV<J>zR  
    :geXplTx  
     wvfCj6}S &  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) u931^~Ci  
    f!87JE=<  
     {^~{X$YI  
    1oC/W?l^  
     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。 <1ai0]  
     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，。 0X@5W$x  
     傅里叶模态方法允许一个严格的模拟，但需要更高的数值计算。 q.*qZ\;K  
    :x_l"y"  
     E;N+B34  
    Vi]D](^!  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 d;f,vN(  
    ar{Yq  
     b{(:'.  
    光栅级次分析仪提供了所有衍射阶的效率的概述，作为许多可能的输出。 >$}nKPC,Y  
    &c A?|(7-  
    ^s%Qt  
    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 #GTmC|[  
    b*,R9  
    &Zov9o:gx  
    设计与评估结果 9[:nW p^  
    相位功能设计 _ TUw0:&  
    结构设计 0<e7!M=U1  
    TEA评价 seJc,2Ex  
    FMM评估 NvYgRf}uh  
    高度标度（公差）     }D0j%~&"e  
    %e _WO,R  
    通用设置 !\p-|51  
    F M`pPx  
    e{"d6pF=  
    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。 l.C {Ar  
    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。     Yd]f}5F  
    L&l> ?"_  
    ])e6\)  
    纯相位传输设计     MEg|AhP  
    X]`\NNx  
     7m8L!t9  
    -O2Qz zE&  
    结构设计 tr):n@  
    |]Ockg[  
     aX0sy\Z]j  
    1V)0+_Yv  
    qD 2<-E&M/  
    更深的分析 ZWYwVAo  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 wjpkh~ qo  
    •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。 Il!iqDHz3  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 i^j{l_-JE  
    RL($h4d9  
     W.>yIA%  
    x%LWcT/  
    使用TEA进行性能评估 2f F)I&  
    }Dk_gom_  
     !! #\P7P  
     aRfkJPPa[  
    使用FMM进行性能评估 T- JJc#  
    l~!#<=.  
     {?,:M  
    ~d28"p.7  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 V5R``T p  
    B f[D&O  
     QiY7m<3  
    aNfgSo05@n  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 0p! [&O  
    M=@U]1n*c  
     =T;%R^@  
     7M5HIK6_  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 c~@I1M  
    +STT(bMn  
     )6Z)z;n]aW  
     350y6pVh  
    VirtualLab Fusion技术 B7va#'ne4{  
    *F2obpU  
     90M:0SH  
    0A\o8T.12  
     
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