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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
    pF8 #H~  
    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。 ~8u *sy  
    UWvVYdy7  
    dM^Z,; u  
    @|DQZt  
    设计任务 3yKmuu!  
    G#7(6:=;,`  
    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 +)"Rv%.  
    ji1vLu4|t  
    %NxQb'  
    ~s'tr&+  
    光栅级次分析模块设置 u/u(Z&  
                           X&?s:A  
    IUFc_uL@\  
    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 ()?83Xj[c  
    h7UNmwj  
    =oq8SL?bJ*  
    Pp tuXq%U  
    \xCCJWek  
    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。 ~E7IU<B  
    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。 R; c9)>8L  
    UgC65O2  
    96(Mu% l  
    衍射分束器表面 Oti*"dV\::  
    l\*9rs:!  
    ]$[sfPKA  
    )_=2lu3%{  
        为了进一步评估,使用了通用光栅光学设置,其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪,以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 K%? g6j  
    - |g"q|  
    1^}I?PbqV  
    LnI  
    P.,U>m  
    F#sm^%_2  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) Z)#UCoK!c  
    ?1SsF>|  
    F+V!p4G  
    Yg^ &4ZF  
     一般光栅组件提供了薄元近似(TEA)和傅里叶模态方法(FMM)作为解决模型给定的光栅。 eMJ>gXA]  
     薄元近似通常产生更快的结果,当结构小于波长的5倍,可能有精度问题,。 c0gVW~I1  
     傅里叶模态方法允许一个严格的模拟,但需要更高的数值计算。 Kf[d@ L  
    o3fc-  
    T`ibulp  
    0 5`"U#`:  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 |h\7Q1,1~2  
    }oRBQP^&K  
    vt|R)[,  
        光栅级次分析仪提供了所有衍射阶的效率的概述,作为许多可能的输出。 `GCoi ?n7  
    #hZ$ ;1.  
    N7+L@CC6T  
            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 o eU i  
    5QMra5Nk  
    k2U*dn"9U  
                设计与评估结果            相位功能设计 esqmj#G  
                结构设计TEA评价 {arqcILr  
    FMM评估            高度标度(公差)  <OMwi9  
    CI'RuR3y]Z  
    通用设置 *|fF;-#v  
    hJ}i+[~be  
    mH'~pR>t  
            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。 WTJ 0Q0U  
            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。 M6)  G_-  
    ?nd: :O  
    纯相位传输设计 2s\ClT  
    7Q}pKq]P  
    m+TAaK  
    9r!8BjA  
    结构设计 cuhp4!!  
    E7:xPNU  
    ky2 bj}"p9  
    +xFn~b/  
    7z b^Z]  
            更深的分析 )>iOj50n3  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 D@O `"2  
    •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。 Ax;[Em?I  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 54+(o6E<  
    BzzC|  
    pM?;QG;jA  
    O *sU|jeO  
    使用TEA进行性能评估 w&p+mJL.  
    |kYlh5/c d  
    bn(N8MFCV  
    Yj/afn(Jt  
    使用FMM进行性能评估 qO#3{kW  
    ! _S#8"  
    D|:'|7l W  
    T6U/}&{O  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 _fHC+lwN  
    No^gKh24  
    /( Wq  
    -NBVUUAgN  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 G{U#9   
    ^4dE8Ve"@  
    U\KMeaF5e-  
    j#l=%H  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 <xI<^r'C9e  
    m=dNJF  
     
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