摘要
直接設(shè)計(jì)非近軸衍射分束器仍然是一個(gè)挑戰(zhàn)。由于衍射角相當(dāng)大，元件的特征尺寸與工作波長在相同的數(shù)量級上。因此，設(shè)計(jì)過程超出了近軸建模方法。因此，在這個(gè)例子中，迭代傅里葉變換算法(IFTA)和薄元素近似(TEA)用于衍射元素的初始設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，和傅里葉模態(tài)方法(FMM)隨后應(yīng)用于嚴(yán)格的性能評估。
設(shè)計(jì)任務(wù)
使用近軸近似的衍射1：7×7分束器的初步設(shè)計(jì)，通過嚴(yán)格分析，進(jìn)一步優(yōu)化零階均勻性和影響
光柵級次分析模塊設(shè)置
使用常規(guī)的分束器會話2編輯器，VirtualLabFusion提供了一個(gè)指導(dǎo)工具，允許用戶一步一步地指定所有影響分束器設(shè)計(jì)的參數(shù)。
1. 通過應(yīng)用設(shè)計(jì)帶中的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，所得到的傳輸函數(shù)可以轉(zhuǎn)換為結(jié)構(gòu)輪廓。
2. 對于此轉(zhuǎn)換，使用了薄元近似(TEA)。因此，所得到的結(jié)構(gòu)與初始相位函數(shù)成正比。
3. VirtualLab Fusion提供計(jì)算出的形式已經(jīng)預(yù)設(shè)在光路中。
4. 要在不同的模擬場景中使用這種結(jié)構(gòu)，需要從組件內(nèi)部獲取實(shí)際的采樣表面或指定的堆棧。
衍射分束器表面
為了進(jìn)一步評估，使用了通用光柵光學(xué)設(shè)置，其中加載之前保存的堆棧。光柵光學(xué)裝置提供了獨(dú)特的工具、組件和分析儀，以進(jìn)一步研究給定周期結(jié)構(gòu)的特性和性能。
衍射光束求解器-薄元素近似(TEA)
一般光柵組件提供了薄元近似(TEA)和傅里葉模態(tài)方法(FMM)作為解決模型給定的光柵。
薄元近似通常產(chǎn)生更快的結(jié)果，當(dāng)結(jié)構(gòu)小于波長的5倍,可能有精度問題，。
傅里葉模態(tài)方法允許一個(gè)嚴(yán)格的模擬，但需要更高的數(shù)值計(jì)算。
光柵級次和可編程光柵分析儀
設(shè)計(jì)與評估結(jié)果
相位功能設(shè)計(jì)
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
TEA評價(jià)
FMM評估
通用設(shè)置
提供多次運(yùn)行文檔，允許用戶執(zhí)行任意數(shù)量的設(shè)計(jì)，并提供根據(jù)特定標(biāo)準(zhǔn)篩選結(jié)果的選項(xiàng)。
通過這種方法獲得了以下三個(gè)結(jié)果：我們將對其進(jìn)行進(jìn)一步評估。
純相位傳輸設(shè)計(jì)
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
更深的分析
•高度剖面的縮放對零階有很大影響。
•可以利用這一點(diǎn)來糾正零階不期望的效率，從而改善均勻性。
•參數(shù)運(yùn)行是執(zhí)行此類調(diào)查的最佳工具。
使用TEA進(jìn)行性能評估
使用FMM進(jìn)行性能評估
進(jìn)一步優(yōu)化–設(shè)計(jì)#1的零階階次優(yōu)化
進(jìn)一步優(yōu)化–設(shè)計(jì)#2的零階階次優(yōu)化
進(jìn)一步優(yōu)化–設(shè)計(jì)#3的零階階次優(yōu)化
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