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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
    ;/hH=IT  
    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。 Y9I #Q  
    0Tn|Q9R  
    uP%;QBb  
    dl3LDB  
    设计任务 J _[e9  
    6\S$I5  
    使用近轴近似的衍射1:7×7分束器的初步设计通过严格分析,进一步优化零阶均匀性和影响 !lt\2Ae  
    r-\T}e2Gz  
    FRJ:ym=E  
    X'3`Q S:!  
    光栅级次分析模块设置 'nj&}A'  
                           kVG6\<c]  
    f@xfb ie !  
    使用常规的分束器会话2编辑器,VirtualLabFusion提供了一个指导工具,允许用户一步一步地指定所有影响分束器设计的参数 Mh-*5Rx  
    5LhJ8$W  
    A aF5`  
    [/fwt!  
    I W] 841  
    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。 _]PfeCn:j  
    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。 -$]DO5fY  
    0 z'={6,  
    -<}>YtB Q  
    衍射分束器表面 :.'T+LI  
    G~iYF(:&  
    >I8hFtAM  
    `Hp.%G(  
        为了进一步评估,使用了通用光栅光学设置,其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪,以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 AN:RY/ %Wo  
    p?`|CE@h7  
    )(|0KarF  
    *l'$pJ X  
    ^6NABXL  
    HTtGpTsF  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) (=3&8$  
    "<n"A7e  
    f29HQhXqS  
    YV_I-l0  
     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。 .V)2Tz  
     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,。 x#e\ H F  
     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。 /CQQ^/  
    x8rFMR#S=  
    4Z T  
    (+Nmio  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 ;x0KaFk  
    aXid;v,  
    5SWX v+  
        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。 3=L1HZH  
    g]#zWTw(   
    *~oDP@[S  
            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 H1b%:KRVK  
    MzW$Sl&:  
    ;KZ2L~ THG  
                设计与评估结果            相位功能设计 ~\s &]L  
                结构设计TEA评价 .=w`T #L  
    FMM评估            高度标度(公差) fdEj#Ux<H  
    qx<zX\qI6n  
    通用设置 JA(q>>4  
    UmI@":|-  
    yar IR|  
            提供多次运行文档,允许用户执行任意数量的设计,并提供根据特定标准筛选结果的选项。 G C#95  
            通过这种方法获得了以下三个结果:我们将对其进行进一步评估。 Ko1?jPE  
    :tDGNz*zG  
    纯相位传输设计 /s0VyUV=  
    &i}cC4i   
    0c;"bA0>Sx  
    5lA 8e  
    结构设计 ] j?Fk$C  
    P>,D$-3  
    XV9'[V  
    >v4~:n2D  
    T-cVM>u\D  
            更深的分析 @3= < wz<  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 }Ml z\'{  
    •可以利用这一点来纠正零阶不期望的效率,从而改善均匀性。 g wjv&.T6^  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 G,* uj0g  
    E0x$;CG!  
    lVBy&f  
    /OtQk -E  
    使用TEA进行性能评估 w8@|b}  
    Fi=8B&j  
    lz5j~t5>Q  
    lxJ.h&"P  
    使用FMM进行性能评估 IIEU{},}z  
    2Yf;b9-k  
    ;+Kewi;<  
    mZ&Mj.0+~  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 TKydOw@P"  
    83(P_Y:  
    DL Q`<aU  
    n>+W]I&E  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 o) ?1`7^BA  
    lGgKzi9VD  
    Gjh7cm>  
    juZ3""  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 Nfvg[c  
    Re ur#K  
     
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