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非近轴衍射分束器的设计与严格分析
时间:2022-09-01 20:49来源:讯技光电作者: 技术部点击:打印
摘要


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。
 
设计任务

 
光栅级次分析模块设置
 
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。

 
将传输函数转换为结构
 
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。
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。
3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。
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。       

       
 
衍射分束器表面


 
衍射光束求解器-薄元素近似(TEA)

 
光栅级次和可编程光栅分析仪

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。

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
设计与评估结果
- 相位功能设计
- 结构设计
- TEA评价
- FMM评估
- 高度标度(公差)
 
纯相位传输设计

 
结构设计

 
进一步分析
•高度剖面的缩放对零阶有很大影响。
•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。
•参数运行是执行此类调查的最佳工具。

 
使用TEA进行性能评估

 
使用FMM进行性能评估

 
进一步优化–设计#1的零阶阶次优化

 
进一步优化–设计#2的零阶阶次优化

 
进一步优化–设计#3的零阶阶次优化

 
VirtualLab Fusion技术

 
文档信息

 
更多阅读
- Grating Order Analyzer 
- Configuration of Grating Structures by Using Interfaces 
- Design of a High-NA Beam Splitter with 24000 Dots Random Pattern 
- Design of Diffractive Beam Splitters for Generating a 2D Light Mark 
- High NA Splitter Optimization with User-Defined Merit Functions
 
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