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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 M70c{s`w5  
    XC=%H'p  
    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。 ~@{w\%(AK]  
    &J_Z~^   
    wZ#Rlv,3Wa  
     ).LTts7c  
    设计任务 pgT9hle/  
    COR;e`%,  
    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 O7%2v@j|8  
     3P1&;  
     F8H'^3`b`U  
    oBr.S_Qe  
    光栅级次分析模块设置 r#A_RZ2~@  
                           ["}A S:  
    0o;O`/x  
    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。 @5WgqB  
    BPqk "HG]T  
     {@gAv!  
    d{f@K71*  
    ^(ScgoXva  
    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。 2R]&v;A  
    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。 !YiuwFt  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 +iy7e6P  
    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。 h35Hu_c&  
    @9Q2$  
     v!H:^!z  
    衍射分束器表面 Cs wE  
    %a];  
     {XgnZ`*  
    *5e+@rD`  
    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。 MM?`voj~`p  
    1G;8MPU  
    Jic}+X*0  
    XF}rd.K:  
    JQ@fuo %  
     !Vheq3"q/  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) f6!D L<  
    . w H*sb  
     |ETiLR=&  
    mf' ]O,  
     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。 *#y;8  
     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，。 HRB[GP+  
     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。 !g>.i`  
    aQ#qRkI  
     ?7[alV~  
    fQ+\;iAU  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 B@O@1?c[  
    .R5y:O  
     -kpswP  
    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。 iWE)<h  
    ow6*Xr8eQ  
    y#v"GblM  
    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 `TtXZ[gP}  
    #z!^ <,  
    PWB(5 f?  
    设计与评估结果 5Y\!pf7SQ|  
    相位功能设计 4f^C\i+q  
    结构设计 K-eY|n  
    TEA评价 eKN$jlg  
    FMM评估 >u0w.3r#  
    高度标度（公差）     jN0k9O>  
    M2@b1;  
    通用设置 C+{l7QT$t  
    93O;+Z5J  
    !}KqB8;  
    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。 % ."@Q$lA  
    通过这种方法获得了以下三个结果：我们将对其进行进一步评估。     in-C/m#  
    }-@4vl x$  
    DJ@|QQ  
    纯相位传输设计     ;heHefbvvd  
    =Z G:x<Hg  
     fP HLXg5s  
    fNu'((J-  
    结构设计 9\;|x  
    ILwn&[A0  
     v$wBxCY  
    ?=;qK{)37  
    17.x0 gW,  
    更深的分析 BZv+H=b  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 :_kAl? eJ  
    •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。 N#C1-*[C  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 %\$;(#h  
    *&Lq!rFS  
     $ (=~r`O+1  
    7piuLq+  
    使用TEA进行性能评估 EGq;7l6u&?  
    o>/O++7Ra  
     }MbH3ufC  
     fV:4#j  
    使用FMM进行性能评估 *i{Y9f8  
    \C^;k%{LV  
     Wu6<\^A  
    Mwp$  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 ]iNEw9  
    #-% A[7Cdp  
     sOCs13A"  
    l`-bFmpA  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 t*<#<a  
    wd(Hv  
     COzyG.R.  
     fF vF\  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 '_k+WH&  
    `1OgYs  
     wCf~O'XLw  
     9[c%J*r   
    VirtualLab Fusion技术 wa=uUM_4u^  
    }N0Qm[R  
     1?*  
    vsWHk7 9  
     
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