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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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    5786
    光币
    23082
    光券
    0
    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2023-08-09
    摘要 =3 +l  
    Q0{z).&\(e  
    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。 M]HgIL@9#  
    =C f(B<u  
    O{k:yVb  
     eX2<}'W<  
    设计任务 [ B0K  
    15zrrU~D  
    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 ^ie^VY($  
    cUK\x2  
     ecX/K.8l  
    s(&;q4|  
    光栅级次分析模块设置 0ZC,BS`D^  
                           x7RdZC  
    n+D#k 8{  
    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。 y1BgK>R  
    2D([Z-<i  
    DI&MC9j(   
    kA7(CqUW  
    {*/dD`  
    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+ICqR  
    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。 s6=YV0w(  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 4?/7 bc  
    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。 %HSl)zEo>C  
    3D)b*fPc  
     "]t>ZT:OJ  
    衍射分束器表面 agd)ag4"[u  
    qi+&|80T.  
     16@);Ot  
    HP a|uDVv  
    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。 9b6!CNe!  
    (3md:r<-  
    k|O,1  
    Q-zdJt  
    >$ F:*lO  
     +zRh fIJHH  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) E '%lxr  
    ,w&:_n  
     =s'7$D}0.  
    w{'2q^>6*  
     一般光栅组件提供了薄元近似(TEA)和傅里叶模态方法(FMM)作为解决模型给定的光栅。 v3JPE])/  
     薄元近似通常产生更快的结果，当结构小于波长的5倍,可能有精度问题，。 ^t78jfl  
     傅里叶模态方法允许一个严格的模拟，但需要更高的数值计算。 ma9ADFFT  
    2q %K)h  
     9NWloK6bT  
    )o8g=7Jm  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 C(,=[Fi-  
    Q#WE|,a  
     _=6OP8  
    光栅级次分析仪提供了所有衍射阶的效率的概述，作为许多可能的输出。 /R%^rz'w  
    B <+K<,S  
    ?Bu}.0ku-$  
    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 5 R*lVUix  
    6s,2NeVWa  
    ;,0lUcV  
    设计与评估结果 EDN(eh(_  
    相位功能设计 e d;"bb  
    结构设计 M7VID6J.  
    TEA评价 797X71>  
    FMM评估 Tiprdvm<  
    高度标度（公差）     VD#!ztcY'  
    ,U%=rfB~  
    通用设置 e}Q>\t45  
    =hcPTU-QU  
     9d"5wx  
    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。 hNO )~rt  
    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。     [EGx  
    ]xR4->eix  
    /Ri,>}n  
    纯相位传输设计     ?f@ 9nph  
    |yAK@ Hl'  
     4zzlazU  
    d +xA:  
    结构设计 hwDXm9  
    ;\s~%~ \  
     n{{ P 3f  
    ( 2zeG`  
    `Z8^+AMc  
    更深的分析 tE:X,Lt[  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 cno;>[$  
    •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。 %uEtQh[  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 ;>C9@S+  
    &Y=.D:z<  
     =43d%N  
    ~BQV]BJ7  
    使用TEA进行性能评估 }3sN+4  
    /=trj5h  
     k<,u0  
     2C{/`N  
    使用FMM进行性能评估 bx7\QU+  
    wDZ  
     b=_{/F*b?  
    ixzTJ]yu  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 |>@ -grs  
    !Y|8z\ Q  
     'f6PjI  
    I <xy?{s  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 yXXvs'$R \  
    k)i"tpw  
     U,38qKE  
     x?rbgsB5&  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 lY->ucS %P  
    3/l\ <{  
     _^b@>C>O  
     +:!ScG*  
    VirtualLab Fusion技术 s~)L_ p  
    -HN%B?}. x  
     %GS\1 Q%  
    ~ z>BfL  
     
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