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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
    g5H+2lSC  
    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。 H -`7T;t~  
    w+Ag!O}.L  
    z}Xn>-N-  
    z[vMO%  
    设计任务 ,]>Eg6B,u  
    G|.>p<q   
    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 o-R;EbL  
    -\LB>\;qn  
    9NVe>\s_  
    O||M |  
    光栅级次分析模块设置 .' #_Z.zr  
                           D\>CEBt  
    m"`&FA  
    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 %U'YOE6  
    C^.:{  
    o XA*K.X<  
    7\5;;23N4  
    n pBpYtG  
    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。 Qb6s]QZEV  
    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。 m"NZ;*d'  
    9"oc.ue.2D  
    OLlNCb#t  
    衍射分束器表面 |0dmdrKD  
    z6$W@-Vd  
    :FB#,AOa_  
    m@)K]0g<f  
        为了进一步评估,使用了通用光栅光学设置,其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪,以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 C;M.dd  
    _a^%V9t  
    q*,];j/>k  
    yX?& K}JI  
    UV$v:>K#  
    8I3"68c_a  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) 36e !je  
    B$sB1M0q  
    6;k#|-GU&  
    sd xl@  
     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。 t(}\D]mj  
     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,。 1W;q(#q  
     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。 # KK>D?.:  
    +-1t]`9k4  
    Q&rpW:^v  
    t L}i%7  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 H0_hQ:K   
    kT t;3Ia  
    ANZD7v6a  
        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。 ]G#og)z4  
    22)2o lU  
    UF3WpA  
            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 "JT R5;`w  
    KpA iKe  
    VD#`1g<  
                设计与评估结果            相位功能设计 C A VqjT7  
                结构设计TEA评价 FT!|YJz<K  
    FMM评估            高度标度(公差) $_%yr ~2  
    LSS3(l[,:  
    通用设置 zVFz}kJa  
    i!@L`h!rw  
    B0T[[%~3M  
            提供多次运行文档,允许用户执行任意数量的设计,并提供根据特定标准筛选结果的选项。 t 5g@t0$  
            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。 % V/J6  
    3V>2N)3`A  
    纯相位传输设计 9l5l"Wj&  
    v `9IS+Z  
    "9:1>Gr{G  
    OB FG!.)  
    结构设计 sluR @[l  
    OQIQ   
    ~&8ag`  
    6&5p3G{%0  
    TL lR"L5  
            更深的分析 D7T(B=S6  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 p)NhV  
    •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。 8wKF.+_A  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 VC,wQb1J/  
     df;-E  
    ~_OtbNj#  
     BR;f!  
    使用TEA进行性能评估 S4508l  
    Z<T%:F  
    `'H"|WsT  
    C%}}~Y  
    使用FMM进行性能评估 wyvrNru<l4  
    H48`z'o  
    u^&2T(xG i  
     [R:\  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 8(J&_7u  
    KAH9?zI)M  
    hY X H9:  
    ,R_ KLd  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 /2Q@M>  
    !c,=%4Pb  
    s_xWvx8?4.  
    (lBgW z  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 Exd$v"s Y  
    g(){wCI  
     
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