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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 正序阅读 楼主  发表于: 2022-09-06
    p\{-t84n  
    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。 ;+1RU v  
    fm~kM J  
    Ej7 /X ~  
    nL:SG{7  
    设计任务 hXGwP4  
    RI2f`p8k  
    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 *._|-L  
    .d/: 30Y  
    b|z g<  
    6oSQQhge  
    光栅级次分析模块设置 5sPywk{  
                           8}w6z7e|{  
    lnGq :-  
    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 $BmmNn#  
    E+C5 h ;p&  
    _7DkS}NJs  
     '8j$';&`  
    wW?,;B'74  
    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。 .Wi{lt  
    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。 `pd&se'p  
    g]UBZ33y  
    PCnQ_A-Q  
    衍射分束器表面 aCV4AyG  
    9z?oB&5  
    Jx#k,Z4  
    DP/J (>eG  
        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&~  
    | nJZie8m  
    VDB;%U*D  
    n]+W 3[i  
    4lKVY<  
    -yDs< Xl  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) t?nX=i*~]  
    r3rxC&  
    _ .i3,-l)  
    G,=yc@uq  
     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。 v6\F Q9|t  
     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,。 hC_Vts[v/  
     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。 fQ+VT|jzx  
    Cc?TSZ8[  
    -)!> M>=s  
    p#f+P?  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 eK/?%t  
    aj,)P3DJu  
    ]<DNo&fw  
        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。 9s +z B  
    <*H^(0  
    iAMtejw  
            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 mYB`)M*Y  
     t4Z  
    4(?G6y)  
                设计与评估结果            相位功能设计 N^VD=<#T  
                结构设计TEA评价 bshGS8O  
    FMM评估            高度标度(公差) Y<\^ 7\[x  
    +5v}q.:+  
    通用设置 3>z[PPw  
    Bqws!RM'&@  
    k&hc m  
            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。 ! 0/z>#b  
            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。 y%]8'q$  
    .'[/|4H  
    纯相位传输设计 v;y0jD#b  
    (kTXP_  
    +w| 9x.&W  
    #y]3LC#)^G  
    结构设计 U3vEdw<lV  
    puJ#w1!x`  
    P,gdnV ^  
    >zY \Llv  
    f<y& \'3  
            更深的分析 2=PBxDs;  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 TPO1 GF  
    •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。 ydWtvFuS  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 D y6$J3 r  
    ]6tkEyuq  
    4aZCFdc  
    ?3sT" r_d@  
    使用TEA进行性能评估 $7I] `Jt  
    B'>*[!A  
    Oi:JiD=  
    e{G_GycH  
    使用FMM进行性能评估 KiLvI,9y  
    4lc)&  
    gvli%9n  
    c-XLI  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 }\v^+scD  
    }wt%1v-10U  
    ZofHi c  
    v@ONo?)  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 P`s(kIe  
    .")b?#K  
    OsW"CF2  
    EiV=RdL  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 w`yx=i#  
    "2n;3ByR  
     
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