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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
    'l\V{0;mp  
    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。 &Pt|  
    ]I"oS?  
    <FH3 ePz  
    rtDm<aUh  
    设计任务 @f0~a  
    z Q NL){  
    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 ]}9cOb%I  
    Cog Lo&.  
    Oa~t&s  
    0CY_nn#3  
    光栅级次分析模块设置 ~az 6n)  
                           AO;`k]0e  
    ?/"@WP9  
    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 9;Ezm<VQ  
    GFvZdP`s4  
    f(DGC2R <  
    v%> ?~`Y  
    cWgiFv  
    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。 U;Hu:q*  
    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。 4UoUuKzt  
    v:CYf_  
     DVD}  
    衍射分束器表面 6KhHS@Z  
    ,KkENp_  
    /exV6D r  
    uf`o\wqU  
        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。 8_f0P8R!y  
    -w 2!k  
    RrLQM!~  
    :RHNV  
    a#!Vi93  
    6fPuTQ}fY>  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) L3nHvKA]  
    8,Yc1  
    !`,6E`Y#  
    ,{itnKJC  
     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。 ?TE#4}p|  
     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,。 7* ^\mycv  
     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。 65ijzZL;  
    2DTH|Yv  
    m*P~X*St  
     ^]wm Y  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 -+|0LXo  
    $a\q<fN}  
     A`#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。 S7wZCQe  
    UOF5&>MLb  
    8[f]9P/i  
            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 30FYq?  
    e@k ti@ZJ  
    ezwcOYMXK  
                设计与评估结果            相位功能设计 [ $.oyjd  
                结构设计TEA评价 ~,R_  
    FMM评估            高度标度(公差) z^~uq:  
    {>QrI4*A  
    通用设置 lqqY5l6j  
    QEUg=*3W=  
    JS&l h  
            提供多次运行文档,允许用户执行任意数量的设计,并提供根据特定标准筛选结果的选项。 U@D=.6\B  
            通过这种方法获得了以下三个结果:我们将对其进行进一步评估。 XPUH\I=  
    lDp5aT;DsM  
    纯相位传输设计 XFYCPET  
    ,n &|+&  
    <6p{eGAQV  
    }M'\s  
    结构设计 %~Nf,  
    "TtK!>!.  
    28X)s!W'  
    J;m[1Mae&  
    , X$S4>  
            更深的分析 _PNU*E%s<  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 BT d$n!'$n  
    •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。 LfOGq%&  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 FD_0FMZ9,  
    gADt%K2 #Z  
    #: ' P3)&  
    U@f3V8CPy  
    使用TEA进行性能评估 .&r] ?O  
    seAkOIc  
    '-w G  
    An]*J|nFIY  
    使用FMM进行性能评估 P[XE5puC  
    y*Ex5N~JC  
    9Od Kh\F (  
    v~uwQ&AH  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 Ku,Efr  
    !3yR?Xem}  
    ` mCcD  
    dP)8T  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 gvA&F |4  
    C6'[Tn  
    pk;bx2CP8  
    0pkU1t~9  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 cO(|>&tJ  
    qV iky=/-  
     
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