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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 P\z1fscnK  
    yD8Qy+6L  
    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。 */$]kE  
    `R lWhdE  
    A.r.tf}:  
     uv{*f)j/d  
    设计任务 Q trU_c2k  
    KxfH6:\RB  
    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 f}?p Y"yvO  
    0G+ qF96  
     Qk@BM  
    Q^?$2ck=  
    光栅级次分析模块设置 vSH-hAk  
                           pF}E`U=Z  
    0$U\H>r  
    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。 [DTe  
    zW.Ltz  
    DLe>EU;vS  
    Q2Uk0:M  
    eQqCRXx  
    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。 i"E_nN"V  
    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。 ``kesz  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 j2 >WHh  
    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。 (@O,U  
    2%`8  
     hIa,PZ/Q  
    衍射分束器表面 " ;\EU4R  
    V {}TG]  
     8|\xU9VT  
    =H}}dC<)  
    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。 Ie8K [ >  
    G2:.8 ok  
    q s9r$o.\l  
    C"k]U[%{  
    |(Xxi  
     T+!0`~`  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) Ow-;WO_HQ  
    ^vOEG;TR<-  
     clIn}wQ  
    V:gXP1P  
     一般光栅组件提供了薄元近似(TEA)和傅里叶模态方法(FMM)作为解决模型给定的光栅。 q1/mp){  
     薄元近似通常产生更快的结果，当结构小于波长的5倍,可能有精度问题，。 owO &[D/  
     傅里叶模态方法允许一个严格的模拟，但需要更高的数值计算。 q+lCA#Sx  
    Ti#x62X{  
     !VvM  
    K-@cn*6  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 ?.nD!S@  
    cZw_^@!  
     @ZcI]G%  
    光栅级次分析仪提供了所有衍射阶的效率的概述，作为许多可能的输出。 7TZ,bD_  
    A5G@u}YS5  
    #}UI  
    使用可编程光栅分析仪，用户可以指定应计算的值。例如:总效率、均匀性误差、0阶效率 \6/!{D,  
    ZP.~Y;Ch;-  
    01+TVWKX  
    设计与评估结果 ^3Z~RK\}  
    相位功能设计 Js9 EsN%  
    结构设计 qqu ]r  
    TEA评价 )fc+B_  
    FMM评估 ' KNg;  
    高度标度（公差）     Z$K[e  
    =jRC4]M})  
    通用设置 08nA}+k  
    s>ZlW:jY  
    LT/ *y=  
    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。 ,WS{O6O7  
    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。     P m|S>r  
    J vtbGPz  
    j|y"Lcq  
    纯相位传输设计     /I0}(;^y  
    ->@iw!5xu  
     %){)/~e&  
    rmhL|! Y  
    结构设计 @P<Mc )o^  
    i0[mU,  
     Odbm"Y  
    5Ja[p~^L  
    WL<f!   
    更深的分析 bm(.(0MI  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 ZJ |&t  
    •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。 ~4ysg[`  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 C.hRL4+;Zm  
    r} a,  
     lD?]D&  
    @}A3ie'w  
    使用TEA进行性能评估 ?4lEHef  
    :ZU-Vi.b  
     K%NgZ(x(  
     IlMst16q5  
    使用FMM进行性能评估 ^xF-IA#ZeB  
    [J43]  
     6Zq7O\  
    Ly`FU)  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 6 G?7>M  
    QZ_8r#2x  
     S(hT3MAW  
    Rj/y.g  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 &^])iG,Ew  
    rJc=&'{&)N  
     5@{~8 30  
     3>buZ6vh  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 z]=jer  
    k\lU Q\/O5  
     D P+W* 87J  
     bODyJ7=[  
    VirtualLab Fusion技术 5Q@4@b{C  
    8DZ OPA  
     {#}?-X  
    OT}^dPQe  
     
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