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非傍軸衍射分束器的設(shè)計(jì)與嚴(yán)格分析

摘要
 

  

非傍軸衍射光束分束器的直接設(shè)計(jì)仍然是一個(gè)挑戰(zhàn)。由于衍射角度相當(dāng)大，元件的特征尺寸與光的波長(zhǎng)相近。因此，通常使用的傍軸建模方法變得不準(zhǔn)確，需要嚴(yán)格的技術(shù)。因此，在這個(gè)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(xué)元件（DOE）的初步設(shè)計(jì)，并且之后使用傅里葉模式方法（FMM）也稱為嚴(yán)格耦合波分析（RCWA）進(jìn)行嚴(yán)格的性能評(píng)估，包括在高度變化的情況下對(duì)優(yōu)點(diǎn)函數(shù)變化的研究。

 

任務(wù) 

• 使用傍軸近似（TEA）進(jìn)行衍射1:7×7光束分束器的初步設(shè)計(jì)，用于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)部分。

• 使用嚴(yán)格分析（FMM/RCWA）對(duì)性能進(jìn)行分析和進(jìn)一步優(yōu)化，以提高均勻性并評(píng)估零階的影響。

 

 

模擬與設(shè)置：工具簡(jiǎn)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(jìn)行相位設(shè)計(jì)

 

 

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(jí)數(shù) & 可編程光柵分析器

 

 

設(shè)計(jì)與評(píng)估結(jié)果：

• 相位函數(shù)設(shè)計(jì)

• 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

• TEA 評(píng)估

• FMM 評(píng)估

• 高度縮放檢查（用于優(yōu)化/容限）

 

僅相位傳輸設(shè)計(jì)

 

 

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

 

 

使用TEA進(jìn)行性能評(píng)估

 

 

使用FMM進(jìn)行性能評(píng)估

 

 

進(jìn)一步的分析（優(yōu)化后，容差分析）

 

 

進(jìn)一步優(yōu)化 - 調(diào)整設(shè)計(jì)#1的零階

 

 

進(jìn)一步優(yōu)化 - 調(diào)整設(shè)計(jì)#2的零階

 

 

進(jìn)一步優(yōu)化 - 調(diào)整設(shè)計(jì)#3的零階