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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 N<b2xT  
    oR~d<^z(  
    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。 F7j/Zuj  
    a}FY^4hl+  
    Id`V`|q  
     5_](N$$  
    设计任务 Iw.!*0$  
    hi$AZ+  
    使用近轴近似的衍射1：7×7分束器的初步设计通过严格分析，进一步优化零阶均匀性和影响 M?My+ oT  
    }wp/,\_ >  
     l(87s^_  
    &b^~0Z  
    光栅级次分析模块设置 (K8Ob3zN_  
                           )=iv3nF?6N  
    hQY`7m>L  
    使用常规的分束器会话2编辑器，VirtualLabFusion提供了一个指导工具，允许用户一步一步地指定所有影响分束器设计的参数。 >W >Ei(f  
    <"K*O9 nst  
    O9>$(`@I  
    } )L z%Z  
    Wq+GlB*  
    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。 g=t7YQq_~  
    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。 LWTPNp:"{w  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 >w7KOVbN3  
    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。 [PUu9rz#  
    e Bxm  
     l"}_+5  
    衍射分束器表面 o<3$|`S&  
    ILAn2W  
     a,S;JF)v  
    M.s'~S7y  
    为了进一步评估，使用了通用光栅光学设置，其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪，以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 ti%RE:*  
    +e2:?d@  
    [(3s5)O  
    g6lWc@]F  
    j:'g*IxM_  
     K.mxF,H  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) hchG\ i  
    t>?tWSNf  
     m#8 PX$_  
    Ky%lu^  
     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。 51y"#\7  
     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，。 #I453  
     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。 wz69Yw7  
    !YjxCx  
     VSDua.  
    O HpV%8`  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 HW~-GcU-o  
    #L+:MA7H  
     u)<s*jk  
    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。 jci,]*X4  
    9!uiQ  
    CKK}Z;~:  
    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 ]nB|8k=J  
    A|+QUPD  
    L0!CHP/nRS  
    设计与评估结果 ;H~<.QW  
    相位功能设计 7LVG0A2>7  
    结构设计 BXYH&2]Q  
    TEA评价 HVHv,:bPo  
    FMM评估 (V jU,'h  
    高度标度（公差）     r niM[7K  
    18Y#=uH}  
    通用设置 :+PE1=v  
    [MFnS",7c  
    .M^[/!  
    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。 _/I">/ivlM  
    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。     ] c7X~y  
    _&#{cCo:  
    qt~=47<d  
    纯相位传输设计     H TOr  
    LjBIRV7  
     Ck Nl;g l  
    yk`qF'4]  
    结构设计 >SK:b/i  
    )?$[iu7 s  
     r!2U#rz  
    z~ C8JY:  
    \c:$ eF  
    更深的分析 "ntP928  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 Jo\P,-\(  
    •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。 y'K2#Y~1e  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 $0 olqt:  
    K"0IWA  
     (jc& Fk  
    fgdR:@]-  
    使用TEA进行性能评估 hWT jN  
    ;XurH%Mg  
     Kgu8E:nL  
     CBEf;I g  
    使用FMM进行性能评估 XVN`J]XHk  
    !5o j~H  
     @x}"aJgl  
     }~/b%^  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 9D3{[  
    T+<.KvO-  
     `5IrV&a  
    V95o(c.p  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 eThaH0  
    %y6(+I #P  
     ;miif  
     K($l>PB,y@  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 \wK&wRn)  
    t*gZcw5 r  
     t}YcB`q)  
     @Vre)OrN#  
    VirtualLab Fusion技术 e73=*~kfR  
    %f;dn<m=c  
     }5;4'l8  
    6:ettdj  
     
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