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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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    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 9 )B>|#\  
    G+[>or}  
    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。 hl}#bZ8]  
    ?O4Dhu  
    F&lc8  
     y(.WK8  
    设计任务 ;~~Oc  
    d;lp^K M  
    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 &%u,b~cL?  
    c}Z,xop<P{  
     1I3u~J3]/  
    3Un/-4uL  
    光栅级次分析模块设置 JPQ02&e  
                            4EB$e?  
    w0/W=!_  
    使用常规的分束器会话2编辑器，VirtualLabFusion提供了一个指导工具，允许用户一步一步地指定所有影响分束器设计的参数。 UMhM8m!=o  
    6El%T]^  
    w#PaN83+  
    vW$] :).  
    R~RY:[5?w  
    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。 " "a+Nc  
    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。 7C2/^x P  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 vo7 1T<K  
    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。 p6=#LwL'  
    iXl1S[.l  
     Ur&: Rr  
    衍射分束器表面 _%zU ^aE  
    iUI,r*  
     -m'a%aog  
    |xKB><  
    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。 eA4*Be;9e  
    '3hvR4P  
    ui 2RTAb  
    s vo^#V~h'  
    1~7y]d?%  
     yAi4v[  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) =?*V3e3{  
    }|SVt`n  
     J.?p?-"  
    :cynZab  
     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。 @XIwp2A{+  
     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，。 9(X *[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。 cuKgO{.GH  
     &R^mpV5  
     ,JZ@qmQ,  
    .!6ufaf$  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 "R9kF-  
    ,RT\&Ze5  
     T@vVff  
    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。 YYM  
    A1'IK.  
    @~N#)L^  
    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 y4?>5{`W  
    O/-OW: 03  
    ihYf WG|  
    设计与评估结果 3 t_5Xacj  
    相位功能设计 /:USpuu  
    结构设计 1gm{.*G  
    TEA评价 D 3HB`{  
    FMM评估 Tf[ ]vqa`G  
    高度标度（公差）     s~63JDy"E  
    DHJnz>bE  
    通用设置 \@F{Q-  
    rvfl~<G*  
    \Fe5<G'v  
    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。 ?t%5/  
    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。     bFJn-g n  
    ^a}{u$<  
    d[Fsp7U}  
    纯相位传输设计     q{5Vq_s\  
    { U<h tl4  
     ~,guw7F  
    02+^rqIx5  
    结构设计 mcR!P~"i  
    @v'<~9vG  
     ]E3g8?L  
    ?nn,RBS-  
    "l@~WE  
    更深的分析 (J;?eeP  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 =1JRu[&]8  
    •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。 6x7=0}'  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 h7w<.zwu t  
    TDseWdA  
     .5z|g@ 6  
    \ lKQ'_  
    使用TEA进行性能评估 jGWLYI=V2  
    G?g7G,|d  
     S:j0&*  
     ~iSW^mi  
    使用FMM进行性能评估 Af%?WZlOq  
    eyG.XAP  
     $k?L?R1  
    t.TQ@c+,J  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 QRjt.Ry|  
    %In"Kh*  
     i0!F  
    4CCux4)N  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 FSB$D)4z>b  
    K_xOY *  
     &sWyh[`P  
     +Oscy-;  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 ",+uvJT1O  
    z~_\onC  
     r]S9z  
     IY:O?M  
    VirtualLab Fusion技术 +OmSR*fA0  
    5a&w M  
     IO'Q}bU4vs  
    `iI"rlc  
     
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