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非傍軸衍射分束器的設計與嚴格分析

摘要
 

  

非傍軸衍射光束分束器的直接設計仍然是一個挑戰(zhàn)。由于衍射角度相當大，元件的特征尺寸與光的波長相近。因此，通常使用的傍軸建模方法變得不準確，需要嚴格的技術(shù)。因此，在這個例子中，迭代傅里葉變換算法（IFTA）和薄元件近似（TEA）被用于衍射光學元件（DOE）的初步設計，并且之后使用傅里葉模式方法（FMM）也稱為嚴格耦合波分析（RCWA）進行嚴格的性能評估，包括在高度變化的情況下對優(yōu)點函數(shù)變化的研究。

 

任務 

• 使用傍軸近似（TEA）進行衍射1:7×7光束分束器的初步設計，用于結(jié)構(gòu)設計部分。

• 使用嚴格分析（FMM/RCWA）對性能進行分析和進一步優(yōu)化，以提高均勻性并評估零階的影響。

 

 

模擬與設置：工具簡介與整體流程概覽

連接建模技術(shù)：衍射光束分束器

  

 

通過配置助手和IFTA進行相位設計

 

 

將傳輸函數(shù)轉(zhuǎn)化為結(jié)構(gòu)

 

 

衍射光束分束器表面

 

 

衍射光束求解器 - TEA & FMM

 

 

光柵級數(shù) & 可編程光柵分析器

 

 

設計與評估結(jié)果：

• 相位函數(shù)設計

• 結(jié)構(gòu)設計

• TEA 評估

• FMM 評估

• 高度縮放檢查（用于優(yōu)化/容限）

 

僅相位傳輸設計

 

 

結(jié)構(gòu)設計

 

 

使用TEA進行性能評估

 

 

使用FMM進行性能評估

 

 

進一步的分析（優(yōu)化后，容差分析）

 

 

進一步優(yōu)化 - 調(diào)整設計#1的零階

 

 

進一步優(yōu)化 - 調(diào)整設計#2的零階

 

 

進一步優(yōu)化 - 調(diào)整設計#3的零階