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    [技术]非近轴衍射分束器的设计与严格分析 [复制链接]

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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2022-09-06
    Jm l4EW7  
    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。 aMaFxEW  
    R} #6  
    n 7Bua  
    g}\Yl.  
    设计任务 SqF9#&F  
    #6%9*Rh  
    使用近轴近似的衍射1:7×7分束器的初步设计通过严格分析,进一步优化零阶均匀性和影响 e viv,  
    wwtk6;8@  
    @}{~Ofs  
    dfmxz7V  
    光栅级次分析模块设置 Xt!%W    
                           Ew|VDD(.  
    \!["U`\.K  
    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 7Q>*]  
    ?u`TX_OsB  
    &Jr~ )o   
      vZQ'  
    >lRa},5(  
    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。 AJ*FQo.U  
    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。 =h4* ^NJ  
    ;be2sTo  
    Ris5) *7  
    衍射分束器表面 nM)q;9-ni  
    _p~lL<q-K[  
    %S<0l@=5`l  
    CqRG !J  
        为了进一步评估,使用了通用光栅光学设置,其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪,以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 '7!b#if  
    u5, \Kz  
    q~^qf  
    @} 61D  
    y3 R+060\3  
    F|3 =Cl  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) u H}cvshv  
    1HF=,K+  
    ?~;8Y=O  
    .7ZV: m  
     一般光栅组件提供了薄元近似(TEA)和傅里叶模态方法(FMM)作为解决模型给定的光栅。 ="$9 <wt  
     薄元近似通常产生更快的结果,当结构小于波长的5倍,可能有精度问题,。 <3wfY #;><  
     傅里叶模态方法允许一个严格的模拟,但需要更高的数值计算。 RE72%w(oM  
    n6PXPc  
    J~6-}z   
    4&Q.6HkL  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 tntQO!pM  
    uIG,2u,  
    Wgt[ACioN  
        光栅级次分析仪提供了所有衍射阶的效率的概述,作为许多可能的输出。 HbRDa  
    !18M!8Xea  
    <mm. b  
            使用可编程光栅分析仪,用户可以指定应计算的值。例如:总效率、均匀性误差、0阶效率 liW0v!jBo  
    p?mQ\O8F  
    a)+;<GZ~  
                设计与评估结果            相位功能设计 ,Qgxf';+$  
                结构设计TEA评价 ;E8.,#/a  
    FMM评估            高度标度(公差) io[$QTY  
    r*|#*"K"a  
    通用设置 cax]l O  
    `wJR^O!e  
    p nS{W \Q  
            提供多次运行文档,允许用户执行任意数量的设计,并提供根据特定标准筛选结果的选项。 K[%)_KW  
            通过这种方法获得了以下三个结果:我们将对其进行进一步评估。 - I$qe Xy  
    ~bp^Q| wM  
    纯相位传输设计 d66 GO];"  
    4,o|6H  
    pNN6PsLt  
    fZqMznF  
    结构设计 LRqBP|bjCD  
    6dG:3n}  
    %1uY  
    CzF#feTA  
    N|n"JKw)  
            更深的分析 [xF(t @p  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 }n+#o!uEf  
    •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。 6!|-,t><  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 b<|l* \  
    SjT8 eH #  
    jl;%?bx  
    Sga/i?!  
    使用TEA进行性能评估 qSRE)C=)  
    YQyf:xJ  
    kKU,|> 3h  
    'N?,UtG R  
    使用FMM进行性能评估 pDGX$1O"  
    G@Z,Hbgm  
    "r6DZi(^K  
    qVOlUH  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 dqU bJc]  
    .w/_Om4T*b  
    /8\gT(@  
    UenB4  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 (Kl96G<Wej  
    nE!h&}(  
    >[]@Df,p  
    zJnF#G  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 t(-`==.R  
    v(+9&  
     
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