非近轴衍射分束器的设计与严格分析

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