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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
    w@\vHH.;V  
    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。 {Hmo1|_S|  
    ?Ucu#UO  
    YT/kC'A  
    GV6K/T :  
    设计任务 "& Dx=Yf  
    V==z"  
    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 5BkV aF7Th  
    $2D uB  
    {4aWR><  
    6pOx'u>h+  
    光栅级次分析模块设置 )QagS.L{z  
                           z\ss4  
    88"Sai  
    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 +|Hioq* ,t  
    g42)7  
    ,fIe&zq  
    gkBdR +  
    w6dFb6~R  
    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。 [ =x s4=  
    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。 yV3^Qtb!  
    (R~]|?:wt  
    9mc!bj^811  
    衍射分束器表面 >>Ts??  
    2jsw"aHW  
    o'~5pS(wq  
    gG%V 9eOQ  
        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。 Ch()P.n?  
    $GQ`clj<  
    F;lI+^}}  
    /WV7gO&L1  
    ?;YC'bF  
    "jecsqCgK0  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) x6afI<dm  
    %S` v!*2  
    pu!dqF<  
    *{undZ?(>  
     一般光栅组件提供了薄元近似(TEA)和傅里叶模态方法(FMM)作为解决模型给定的光栅。 o~FRF0f*VP  
     薄元近似通常产生更快的结果,当结构小于波长的5倍,可能有精度问题,。 @UBjq%z  
     傅里叶模态方法允许一个严格的模拟,但需要更高的数值计算。 bb42v7?  
    UmnE@H"t$\  
    qQi.?<d2"s  
    8By,#T".  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 j#~Jxv%n  
    3bqC\i^[\m  
    3lLMu B+  
        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。 _mS!XF~`P  
    b5IA"w  
    _ 7PMmW@  
            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 cr?7O;,  
    &bqT /H18  
    yq_LW>|Z  
                设计与评估结果            相位功能设计 MC 0TaP  
                结构设计TEA评价 f"7M^1)h2%  
    FMM评估            高度标度(公差) w#JJXXQI  
    @ DZD  
    通用设置 }~h'FHCC+  
    o]{uc,  
    E| YdcS  
            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。 3'c\;1lhT  
            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。 3ZTE<zRQ  
    T&T/C@z'R  
    纯相位传输设计 Ov-b:l H  
    2eeQ@]Wj[Z  
    G5dO 3lwq  
    Hv]7e|  
    结构设计 d0hhMx6$  
    S1_6C:^k  
    ~Au,#7X)  
    Z3 ;!l  
    NVIK>cT6  
            更深的分析 wiOgyMdx  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 d|Gl`BG   
    •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。 ; )Kh;;e  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。  I~,G  
    _4 6X%k  
    H7+X&#s%  
    7z\m; 1  
    使用TEA进行性能评估 Ae^X35  
    @ P@c.*}s  
    xRu Fuf8  
    eMOD;{Q?X  
    使用FMM进行性能评估 D3Jr3 %>  
    VhT= l  
    xE}VTHFo'  
    Ub0/r$]DK  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 g u)=wu0  
    , "jbq~  
    *?QE2&S:  
    :ztr)  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 rOW-0B+N  
    JB</euyV  
    dAP|:&y@  
    nqR?l4 DX  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 }}QTHR  
    -Z4{;I[Q@  
     
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