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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 fgj^bcp-  
    n$aA)"A #  
    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]loJoM9  
    QW_agm  
    &vovA} F  
     /cK%n4l.y  
    设计任务 O,<IGO  
    ZvGgmLN  
    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/kI| Z  
    !vn1v)6  
     NWfAxkz {/  
    E`j-6:  
    光栅级次分析模块设置 F/1#l@qN  
                           fZKt%m  
    |+U<S~  
    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。 z5*=MlZ)R.  
    a{[+<8=@1  
    $DBGLmw  
    +uWYK9  
    |xoF49  
    1. 通过应用设计带中的结构设计，所得到的传输函数可以转换为结构轮廓。 WS2os Bc  
    2. 对于此转换，使用了薄元近似(TEA)。因此，所得到的结构与初始相位函数成正比。 7B3w\  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 NA$zd(  
    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。 !TAp+b  
    @>x pYV  
     NDO\B,7  
    衍射分束器表面 I =Wc&1g  
    OTB$V k  
     '<iK*[NW  
    m6 s7F/  
    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。 Y`6rEA0  
    i77GE  
    8_H=^a>2  
    6+K_Z\  
    IgL_5A  
     WqrgRpM{  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) 2eQdQwX  
    XA_FOw!cX  
     #kkY@k$4  
    4*Z6}"  
     一般光栅组件提供了薄元近似(TEA)和傅里叶模态方法(FMM)作为解决模型给定的光栅。 = \ , qP  
     薄元近似通常产生更快的结果，当结构小于波长的5倍,可能有精度问题，。 K:y^OAZfV  
     傅里叶模态方法允许一个严格的模拟，但需要更高的数值计算。 >yJ-4lgZ  
    i;PL\Er:tX  
     4y}"Hy  
    MVCl.o  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 "()sb?&  
    bVr*h2 p  
     lz | 64J  
    光栅级次分析仪提供了所有衍射阶的效率的概述，作为许多可能的输出。 ']o od!  
    qu6DQ@ ~YC  
    vOI[Z0Lq9h  
    使用可编程光栅分析仪，用户可以指定应计算的值。例如:总效率、均匀性误差、0阶效率 %qsvtc`  
    pL1s@KR  
    tZWrz e^  
    设计与评估结果 ;%q39U}  
    相位功能设计 o[6y+<'o  
    结构设计 ]"fsW 9s  
    TEA评价 j%Y\A~DV  
    FMM评估 Ja^ 5?Ar|  
    高度标度（公差）     t@bt6J .{  
    o5Rz%k#h  
    通用设置 9vGs;  
    3mt%!}S  
    8_\W/I!7b  
    提供多次运行文档，允许用户执行任意数量的设计，并提供根据特定标准筛选结果的选项。 |E/L.gdP7  
    通过这种方法获得了以下三个结果：我们将对其进行进一步评估。     ZX`J8lZP  
    1@sM1WM X  
    ES:!Vx9t0|  
    纯相位传输设计     WN a0,  
    s0LA^2U  
     {6vEEU  
    ,35&G"JK5  
    结构设计 \94jrr  
    *8g<R  
     XbvDi+R 2A  
    ^Ip3A  
    fJ80tt?r  
    更深的分析 JSMPyj  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 yDd[e]zS`  
    •可以利用这一点来纠正零阶不期望的效率，从而改善均匀性。 V/#v\*JHFc  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 E%k7wM {  
    h#f&|* Q5m  
     nf%4sIQ*x  
    1IA5.@G:  
    使用TEA进行性能评估 d;suACW  
    /r$&]C:Fi  
     +$beo2x6  
     r:.uBc&_  
    使用FMM进行性能评估 ?s{C//  
    ?AsDk~3  
     %JoxYy-  
    mb\t/p  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 0'ZYO.y  
    m3 IP7h'  
     Z^6#4Q]YC  
    H*U`  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 [QEwK|!L  
    d?Y-;-|8Qh  
     w6,*9(;$Pk  
     B\<ydN  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 P1d,8~;  
    m4**>!I  
     N~#D\X^t.  
     u(vw|nj`  
    VirtualLab Fusion技术 ?n*fy  
    hLA;Bl  
     Zq?_dIX %  
    .ewZV9P)t  
     
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