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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
    8-Y*b89  
    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。 =$fz</S=J  
    .7  0  
    ;RRw-|/Wm  
    gXJBb+P   
    设计任务 V~ORb1  
    1 l"2 ~k  
    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 r PK.Q)g  
    IEMa/[n/  
    q\]X1N  
    oJ\g0|\qwe  
    光栅级次分析模块设置 ]B?M3`'>  
                           dGn 0-l'q  
    kM{8zpn  
    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 >%om[]0E  
    O ~6%Iz`  
    }b&lHr'Uw  
    }`g-eF >p  
    o3/o2[s  
    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。 Z )M "`2Ur  
    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。 f|FS%]fCxk  
    ^2nrA pF  
    o_BTo5]  
    衍射分束器表面 Z17b=x Jw  
    k#Sr;"  
    C| ~ A]wc=  
    .i I{  
        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。 ypx~WXFK  
    ,MNv}w@  
     3Iv^  
    C2"^YRN,  
    uC^)#Y\"  
    =g9n =spAn  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) YWl#!"-  
    8qg%>ZU4d  
    %m\:AK[}  
    A}(]J!rc  
     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。 6dR+qJa6i  
     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,。 qBX_v5pvVA  
     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。 u9OY Jo  
    Y b3ckktY  
    t-iXY0%&  
    eTvWkpK+  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 Lz.khE<  
    W_ `]7RO8  
    7,+eG">0  
        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。 W3tin3__  
    E5n7 <  
    @"MYq#2c$  
            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 7qB4_  
    J&>@ >47  
    FT- .gi0  
                设计与评估结果            相位功能设计 >nghFm  
                结构设计TEA评价 DJ,LQj  
    FMM评估            高度标度(公差) at_*Zh(  
    @F<{/|P  
    通用设置 i"0Bc{cQ  
    E{u6<B*  
    B@&sG 5ES  
            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。 iAu/ t  
            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。 ?[Lk]A&"L2  
    d^aVP  
    纯相位传输设计 o{sv<$  
    ls^Z"9P  
    "CJ~BJI%  
    %;k Hnl  
    结构设计 9E2iZt]  
    1P!)4W  
    }8ubGMr,Y  
    \9VF)Y.ke  
    DO*U7V02  
            更深的分析 lA5Dag'  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 smf"F\W s  
    •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。 V%oZT>T3  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 \"a{\E,{;  
    P }sr  
    )RJEOl1  
    gm-[x5O"  
    使用TEA进行性能评估 '[{<a Eo  
    =b%}x >>  
    xQu|D>kv87  
    W "'6 M=*  
    使用FMM进行性能评估 @Dh2@2`>  
    !{lH*  
    vV}w>Ap[  
    8F}drK9>F  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 T$%|=gq  
    t WI-  
    S\A/*!%~y  
    YExgUE|  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 FDz`U:8  
    j,k3]bP  
    D<SC `  
    Y,}_LS$f  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 L.HeBeO  
    wh8';LZ>R  
     
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