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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 Wo{4*~f  
    i-,_:z=J  
    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。 p4vX3?&1W  
    ]JH Int  
    4 }NCdGD  
     7V-uQ)*  
    设计任务 eFC~&L;  
    v]y=+* A  
    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 88Vl1d&b  
    _2X6c,  
     E|y  
    v)JS4KS  
    光栅级次分析模块设置 ,:8 oVq>?  
                           ;]>a7o  
    B^Hh rz!  
    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。 r*UE>_3J  
    ^ /)%s3  
    gWfMUl  
    u1`JvfLrL  
    10CRgrZ  
    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。 o]<J&<WM  
    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。 qVE <voB8  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 %ZX3:2  
    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。 {R?VB!dR  
    S5[}kfe  
     MB+a?u0\  
    衍射分束器表面 ufJHC06  
    (w`j?c1  
     \: R Akf<  
    Sb^o`~ Eh  
    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。 H@'u$qr$:  
    BK1I_/_!  
    7 lu_E.Bv  
    lsU`~3nr  
    cToT_Mk  
     ~^l;~&  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) hVh,\d&2t  
    \f'=  
     WNSEc%  
    5% w08  
     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。 6L3i   
     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，。 ,zh_-2^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。 B#4'3Y-3  
    nnCz!:9p  
     ]{18-=  
    6S^JmYq  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 =m 6<H  
    Zou;o9Ww  
     1cD  
    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。 xn anca  
    vw :&c.zd  
    |}Z2YDwO/  
    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 3[<D"0#},  
    {/i&o  
    j:U6q,f]  
    设计与评估结果 xXCsJ9]  
    相位功能设计 .@psW0T%  
    结构设计 EPU3Jban  
    TEA评价 ^M+aQg%  
    FMM评估 0a:@DOzT  
    高度标度（公差）     TPmb]j  
    w{ P l  
    通用设置 &3:<WU:U  
    KxDfPd+j[  
    Z9j`<VgN  
    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。 !*o{xq   
    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。     !J[!i"e  
    :VE0eJ]J6  
    -fOBM 4  
    纯相位传输设计     gUme({h&|  
    Mg&<W#$K  
     ?L6wky{  
    XoGOY|2`6  
    结构设计 ie7P^:T|+  
    yh{U!hG  
     De<i 8/^=  
    izR#XeBm  
    ;WG%)^e  
    更深的分析 TjOK8 t  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 m`n#Q#6  
    •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。 K;]Dh?  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 xW58B  
    v.c.5@%%o  
     9r ](/"=f  
    `t+;[G>ZE  
    使用TEA进行性能评估 q oEZ>  
    Qe`Nb4xf  
     !\\OMAf7  
     @/xdWN!,  
    使用FMM进行性能评估 u/%Z0`X  
    6O"y  
     +1c[!;'  
    zKThM#.Wa  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 dw'P =8d  
    A-u!{F  
     'N`x@(  
    =)J )xH!N  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 Ss:'H H4  
    N!<X% Ym  
     ,nJCqX~ /G  
     \W|ymV_Ki  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 V-18~+F~"a  
    K6,d{n  
     I_|W'%N]  
     C|]Zpn#{K  
    VirtualLab Fusion技术 6t gq.XL^n  
    v)nBp\fjxp  
     MR zY<MD  
    yF-`f _  
     
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