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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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    光券
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2023-08-09
    摘要 KX`MX5?x  
    SM0=  
    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。 bumS>:  
    FC vR  
    MZ% P(5  
     uXK$5"  
    设计任务 KOw Ew~  
    dd98v Vj  
    使用近轴近似的衍射1：7×7分束器的初步设计通过严格分析，进一步优化零阶均匀性和影响 :@YZ6?hf  
    #(XP=PUj  
     > `z^AB   
    zb:p,T@5  
    光栅级次分析模块设置 ~EX/IIa{  
                           ]9b*!n<z  
    aD%")eP%&  
    使用常规的分束器会话2编辑器，VirtualLabFusion提供了一个指导工具，允许用户一步一步地指定所有影响分束器设计的参数。 ! =|{  
    OP``g/x)  
    9)mJo(  
    (QqKttL:  
    kdg Q -UN$  
    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。 ?4gYUEM#  
    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。 R},mq&f5  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 #!Kg?BR2  
    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。 <3ovCqa  
    1gCp/m2r7  
     gIRFqEz@o  
    衍射分束器表面 F<G.!Y8!&  
    #J1a `}x  
     syBYH5  
     UIhB  
    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。 bha_bj  
    L3i\06M  
    JnPA;1@/  
    udW, P  
    u3"F7 lJ  
     E)>6}0P  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) i[WTp??Uv  
    =}_c=z?UY  
     X~n Kuo  
    /I".n]  
     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。 I,t 0X)  
     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，。 T>W(Caelq  
     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。 -OVJ]  
    va#~ \%`  
     4[rD|  
    +O9l@X$l=  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 Mt-y{*6!k  
    ]3Mm"7`  
     .6  
    光栅级次分析仪提供了所有衍射阶的效率的概述，作为许多可能的输出。 D~8f6Ko"m  
    N b(se*Y#  
    vC+mC4~/(  
    使用可编程光栅分析仪，用户可以指定应计算的值。例如:总效率、均匀性误差、0阶效率 jS| (g##4  
    w;{k\=W3Ff  
    9;JU c0%  
    设计与评估结果 S.M< (  
    相位功能设计 ZtDHN L  
    结构设计 {s_0[>  
    TEA评价 1AA(qE  
    FMM评估 )e]:T4*vo  
    高度标度（公差）     .DCp)&m l;  
    dI'C[.zp[  
    通用设置 }2DeqY  
    \h _hd%'G  
    (?q]E$ @  
    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。 zKgW9j<(  
    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。     0*q~(.>a  
    RwT.B+Onuy  
    NL2n\%n  
    纯相位传输设计     [y>Q3UqN  
    cC WOG d  
     s9O] tk  
    Fv e,&~  
    结构设计 ~+^,o_hT  
    h7(twct  
     7|65;jm+  
    v }P~g  
    EL~s90C  
    更深的分析 h_y<A@[P}  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 XTHrf'BU  
    •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。 QR79^A@5  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 ZOS{F_2.  
    Tz%l 9aC  
     Zad+)~@!tq  
    #v~zf@<KLB  
    使用TEA进行性能评估 F-_RL-hbN%  
    F)v+.5T1  
     }R}tIC-:  
     7+=j]+O  
    使用FMM进行性能评估 T /[)U  
    Zj`eR\7~  
     tk_y~-xz  
    <2|x]b 8  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 =U|J{^ >I  
    }qb z&%R  
     7_q"%xH  
    RAf+%h*  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 `b9oH^}n j  
    9x{T"'  
     $Q]`+:g*}  
     5dYIL`  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 \gIdg:"02  
    '90B),c{  
     iAup',AZg  
     li NPXS+  
    VirtualLab Fusion技术 `EWeJ(4Z@  
    ?6uh^Qal  
     ,0#OA* 0B  
    @JN%P} 4)  
     
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