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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
    .#BWu(EYV  
    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。 qhIO7h  
    I"_``*/1  
    +6i~Rx>  
    df'xx)kW  
    设计任务 2{`[<w  
    ea\b7a*  
    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 OS.oknzZZ  
    ]TTQ;F  
    P.j0Xlof  
    Q*GJREC  
    光栅级次分析模块设置 d^.@~  
                           n#.~XNbxv  
    #("/ 1N6  
    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 Gs0x;91  
    uyfH;9L5$  
    vz^w %67&  
    s?}m~Pl  
    a YC[15?'  
    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。 /4Q^L>a  
    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。 c}l?x \/  
    G\I DgPj`  
    'TdO6-X  
    衍射分束器表面 X-mhz3Q&a  
    ?)2&LVrf  
    =ghN)[AZV  
    #xlT,:_:)  
        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。 f(}AdW}?  
    jQ 'r};;  
    /HiRbwQK#  
    1~|o@CO  
    r\x"nS  
    'T_Vm%\)  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) 3u tJlD  
    u\uYq  
    /2&:sHWW  
    6cm&=n_u  
     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。 Hyj<Fqr!.  
     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,。 =Ll:Ba 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。 p^yuz (  
    YR\pt8(z?  
    P_:~!+W,  
    yM}Wg~:D:  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 B7R*g,(  
    }qk8^W{  
    555*IT3b  
        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。 e 2@{Ab  
    }r)T75_1  
    4,yS7l  
            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 Te:4 z@?  
    GCEcg&s=\S  
    ^kElb;d  
                设计与评估结果            相位功能设计 }0%~x,  
                结构设计TEA评价 At?]FjL6S  
    FMM评估            高度标度(公差) MeSF,*lP  
    zt23on2  
    通用设置 <NVSF6`  
    /@!%/Kl  
    /Mg$t6vM  
            提供多次运行文档,允许用户执行任意数量的设计,并提供根据特定标准筛选结果的选项。 (/oHj^>3N`  
            通过这种方法获得了以下三个结果:我们将对其进行进一步评估。 2^*a$ OJ  
    $^ wqoW%t  
    纯相位传输设计 @+,J^[ y  
    K:osfd  
    @S%ogZz*m  
    !MNnau%O  
    结构设计 f=f8) +5  
    !i`HjV0wS  
    ]3%( '8/  
    VPAi[<FzOG  
    $}*bZ~  
            更深的分析 ?)# qBE ]  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 Vh1R!>XY  
    •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。 #KOr-Yg|U  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 C(Bh<c0@  
    7 B<  
    }K8W%h<3S  
    `o;E  
    使用TEA进行性能评估 &:3uK`  
    )e1&[0  
    ]V 4Fm{]  
    $0f(Gc|  
    使用FMM进行性能评估 |lnMT)^D  
    "Q>gQKgL  
    Uzx,aYo X  
    'DDlX3W-  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 Tf|?j=f  
    &T i:IC%M  
    g$(<wWsU  
    *j9hjq0j  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 3.c0PRZ  
    gHB*u!w7Z  
    l[_ y|W5  
    /p&V72  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 b#17N2xkT  
    !sJ*0  
     
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