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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 JBV 06T_4o  
    .^- I<4.  
    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。 FIJ]`  
    .<K9Zyi  
    M6[O> z  
     W9GjUswv!  
    设计任务 us#ji i.<  
    )Zvn{  
    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 S>[&]  
    |>JRJ"CFE  
     C]zG@O !  
    vQ5rhRG)E  
    光栅级次分析模块设置 M VE:JNm  
                           2 I.Q-'@  
    ! 4 "$O@U4  
    使用常规的分束器会话2编辑器，VirtualLabFusion提供了一个指导工具，允许用户一步一步地指定所有影响分束器设计的参数。 f1\mE~#}  
    SphP@J<ONW  
    %zjyZ{=  
    |UQGZ  
    qz-lQ  
    1. 通过应用设计带中的结构设计，所得到的传输函数可以转换为结构轮廓。 UJ)( Sw  
    2. 对于此转换，使用了薄元近似(TEA)。因此，所得到的结构与初始相位函数成正比。 Z%{`j!!p  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 :dlG:=.W  
    4. 要在不同的模拟场景中使用这种结构，需要从组件内部获取实际的采样表面或指定的堆栈。 C7l4X8\w  
    oJc v D  
     |pT[ZT|}G  
    衍射分束器表面 U@".XIDQ  
    ~. 5[  
     5n=~l[O  
    SQdK`]4  
    为了进一步评估，使用了通用光栅光学设置，其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪，以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 /p{$HkVw  
    qwuA[QkPi  
    ZjgfkZAS  
    dsZ-|C  
    q$B|a5a?  
     7] >z e  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) fc^d3wH0L  
    e$-Y>Dd  
     ](k}B*Ab h  
    u0Opn=(_  
     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。 <[z9*Tm  
     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，。 )4FW~o<i  
     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。 %PM8;]  
    #@cEJV;5"  
     s&W^?eKr  
    Yx"~_xA/u  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 j-/F *P  
    'DB'lP  
     bl8y o4  
    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。 ^Zq3K  
    .#Lu/w' -M  
    EE~DU;p;]  
    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 DLEHsbP{$  
    _3m\r*(vmQ  
    zRA,Yi4;+  
    设计与评估结果 6M6r&,yRu  
    相位功能设计 q[~+Zm  
    结构设计 (p?B=  
    TEA评价 26-K:"  
    FMM评估 P?M WT]fY  
    高度标度（公差）     MgQb" qx  
    . L]!*  
    通用设置 kIH)>euZ  
    3Ebkq[/*%  
    u [LsH  
    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。 ]]V| ]}<)m  
    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。     9y;8JO  
    a(K^/BT  
    8'VcaU7Nh  
    纯相位传输设计     a>)|SfsE  
    2~!+EH  
     lm(k[]@  
    Eh.NJI(  
    结构设计 z 5IdYF?  
    w7Vl,pN,  
     u\}"l2 r  
     kSU]~x  
    Qg gx:  
    更深的分析 cp3O$S  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 K`twbTU  
    •可以利用这一点来纠正零阶不期望的效率，从而改善均匀性。 4w(#`'I>  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 /\UFJ  
    DBZ^n9  
     \t%rIr  
    4 JDk ()  
    使用TEA进行性能评估 ,I8[tiR"b  
    "' ]|o~B  
     = GZ,P (  
     LVxR *O  
    使用FMM进行性能评估 vC%8-;8{H  
    bv4G!21]*;  
     Cc>+OUL  
    NekPl/4  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 61&A`  
    K_CE.8G&{  
     gSXidh}^  
    i>=!6Hu2  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 n8'#'^|  
    Q*8=^[x  
     "/qm,$  
     @0U={qX  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 Eh/Z4pzT  
    s|o+ Im  
     _jD\kg#LY  
     pn-`QB:{h  
    VirtualLab Fusion技术 qfl#ki`,  
    5 p! rZ  
     [mA\,ny9  
    2(K@V6j$M  
     
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