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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 +<WNAmh   
    3&B- w  
    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。 XKvH^Z4h{l  
    3*eS<n[uG  
    3*oZol/  
     K pmq C$  
    设计任务 K%;=i2:  
    LKst QP!I  
    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 aF.fd2k  
    !Za yN  
     |43Oc:Ah+  
    GsIqUM#R  
    光栅级次分析模块设置 \sS0@gnDI  
                           U+ V yH4"  
    #X0Y8:vj  
    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。 OOzXA%<%c  
    ;;Jx1Q  
    =an 0PN  
    Xkf|^-n  
    i_p-|I:hQ  
    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。 %4Yq (e  
    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。 ^N O4T  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 Oki{)Ssy  
    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。 Uq.hCb`:  
    VhU,("&pm  
     c4}|a1R\=  
    衍射分束器表面 )%HIC@MM6  
    ghW  
     0_-P~^A  
    VBK|*Tl  
    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。 o>HGfr,N  
    E|_}?>{R  
    z]!w@:  
    mnU8i=v0 A  
    2FR 5RG oD  
     fRp(&%8E  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) 1?,C d  
    =|H.r9-PK6  
     [iC]Wh%  
    d5n>2iO  
     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。 {N@Pk[!  
     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，。 yn.[-  
     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。 2fP;>0?  
    }+K=>.  
     <>V~  
    7hT@,|(j  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 ;dTxQ_:  
    mcxD#+H 3  
     }U|Vpgd!  
    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。 Y.% Vvg4z3  
    _Zxo <}w}y  
    }Zfi/^0U  
    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 *O7PH1G  
    'Qg.D88  
    ?h,.1Tb  
    设计与评估结果 @QF;m  
    相位功能设计 P|TM4i]  
    结构设计 X#o;`QM  
    TEA评价 P[jh^!<j  
    FMM评估 )*aAkM  
    高度标度（公差）     6Ia[`x uL  
    <|hrmwk|  
    通用设置 ^grDP*;W  
    2%) ~E50U  
    @[ {5{ y  
    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。 ?5wsgP^  
    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。     bl\;*.s'  
    :0Fc E,1  
    QRwOv  
    纯相位传输设计     [C@ Ro,mI  
    a>k9& w  
     GK#D R/OM  
    -jVg {f!  
    结构设计 "e/"$z'ca  
    0f9U:)1z  
     Bf" ZmG9  
    7H4kj7UK  
    vgi`.hk  
    更深的分析 ^cuH\&&7  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 {*nE8+..A  
    •可以利用这一点来纠正零阶不期望的效率，从而改善均匀性。 BRv#`  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 k7M{+X6[  
    ?<^^.Si  
     P=X)Ktmv  
    m<!CF3g  
    使用TEA进行性能评估 EF;B)y=  
    Wj, {lJ,  
     |*L/ m0'L  
     qBZ;S3  
    使用FMM进行性能评估 C#RueDa.  
    ER:K^ Za  
     'Y]<1M>.g  
    v+CW([zAx#  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 rw75(Lp{  
    ){w!< Lb  
     _:JV-lM  
    ~eUv.I/  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 Pt'=_^Io  
    lo36b zbT  
     c$_}   
     >"Zn# FY  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 FPEab69  
    &09G9GsnQ  
     :)Da^V  
     4 &0MB>m  
    VirtualLab Fusion技术 E&Sr+D aPD  
    E cd~H+  
     ~O 4@b/!4  
    TBgiA}|\D  
     
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