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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
    0
    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2023-08-09
    摘要 Ke?gz:9j  
    ^dnz=FB  
    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。 mp,e9Nd;  
    ES\Q5)t/fo  
    = b<<5N s  
     dA} 72D?  
    设计任务 qX+gG",8  
    ;:4P'FWm^  
    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 v"r9|m~'  
    T]6c9_  
     l-S'ATZ0p  
    ZSRR lkU  
    光栅级次分析模块设置 !wd'::C  
                           ],F}}pv  
    k&A7alw  
    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。 AM[jL'r|  
    %i&/$0.8  
    i.t9jN  
    6%kJDY.  
    '^U tbp2<  
    1. 通过应用设计带中的结构设计，所得到的传输函数可以转换为结构轮廓。 Y#lk!#\Y  
    2. 对于此转换，使用了薄元近似(TEA)。因此，所得到的结构与初始相位函数成正比。 {zz6XlKPj  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 Aw4?y[{H  
    4. 要在不同的模拟场景中使用这种结构，需要从组件内部获取实际的采样表面或指定的堆栈。 ``$%L=_m  
    l#b|@4:I  
     WBr:|F+~s  
    衍射分束器表面 /c@*eU  
    t0bhXFaiE  
     }r}RRd  
    'B3Wza.  
    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。 nuSN)}b<Q  
    eA?uny f2r  
    5@czK*5  
    9q1HSJ1)  
    ZU|6jI}  
     I7dm \|#  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) Tr8AG>  
    #2Pr Gz]  
     ,-(T"Ph<  
    O3kg  
     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。 _F`$ d2  
     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，。 RpO@pd m  
     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。 Z5G]p4  
    B;Xoa,  
     &yx NvyA[u  
    xF( bS+(o  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 q=6Cc9FN  
    p)B33Z zC  
     qH#r-  
    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。 A~Z6jK  
    >4n+PXRXX  
    ~;M)qR?]W  
    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 E/mubA(&  
    #NvQmz?J?  
    &?.n2+T+ =  
    设计与评估结果 3 p/b  
    相位功能设计 D]IBB>F  
    结构设计 Y5dD|]F|  
    TEA评价 G2.|fp_}pG  
    FMM评估 +|y*}bG  
    高度标度（公差）     d<Ggw#}:m  
    -S"5{N73  
    通用设置 @#RuSc  
    0b/i r2  
    I eG=J4:*  
    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。 M|\^UF2e  
    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。     V0K16#}1gM  
    JD6aiI!Su  
    x_*%*H  
    纯相位传输设计     f UC9-?(K  
    jY7=mAd  
     B:4Ka]{YO  
    !fY7"E{%%  
    结构设计 pb!V|#u"  
    z{S:X:X  
     t\h$&[[l'z  
    sI_7U^"[  
    l DN"atSf  
    更深的分析 +l`65!"  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 \(I0wEQo$  
    •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。 veeI==]  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 .it#`Yz;  
    HBH$  
     X) V7bVW  
    m9in1RI%  
    使用TEA进行性能评估 zuSq+px L@  
    vY6oV jM  
     ,`k _|//}=  
     RK[D_SmS  
    使用FMM进行性能评估 lVz9k  
    `vd= ec  
     <$%X<sDkq  
    x2co>.i  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 9mlIbEAb  
    $9 +YNgW>  
     rLU'*}  
    6i.gyD  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 bB!#:j>(v  
    B z^|SkEit  
     ';0 qj$ #  
     "13 "`!m  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 (D<(6?  
    `s|]"'rX  
     &?0:v`4Y  
      ~*M$O&  
    VirtualLab Fusion技术 %f j+70  
    Z:*@5  
     Kz jC/1sd  
    .Obn&S  
     
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