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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
    S;" $02]  
    直接设计非近轴衍射分束器仍然是一个挑战。由于衍射角相当大,元件的特征尺寸与工作波长在相同的数量级上。因此,设计过程超出了近轴建模方法。因此,在这个例子中,迭代傅里叶变换算法(IFTA)和薄元素近似(TEA)用于衍射元素的初始设计结构,和傅里叶模态方法(FMM)随后应用于严格的性能评估。 ]P2Wa   
    ~H4Tr[8a  
    PKZMuEEy,  
    l'1_Fb  
    设计任务 xUPg~c0  
    ,Vy_%f  
    使用近轴近似的衍射1:7×7分束器的初步设计通过严格分析,进一步优化零阶均匀性和影响 n){u!z)Al  
    7yal  T.  
    ~X-v@a  
    3 jghV?I{T  
    光栅级次分析模块设置 6RfS_  
                           CN6b 982&  
    V8 G.KA "  
    使用常规的分束器会话2编辑器,VirtualLabFusion提供了一个指导工具,允许用户一步一步地指定所有影响分束器设计的参数 ?s]?2>p  
    m'eM&1Ba  
    82YZN5S3]3  
    L;U?s2&Y  
    =&mdxKoT0  
    1. 通过应用设计带中的结构设计,所得到的传输函数可以转换为结构轮廓。2. 对于此转换,使用了薄元近似(TEA)。因此,所得到的结构与初始相位函数成正比。 0KN'\KE  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。4. 要在不同的模拟场景中使用这种结构,需要从组件内部获取实际的采样表面或指定的堆栈。 BSY7un+`:  
    6n^vG/.M  
    ;m"R.Q9*  
    衍射分束器表面 `pXPF}T  
    '/fueku  
    bLC+73BjC  
    Q SvgbjdE  
        为了进一步评估,使用了通用光栅光学设置,其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪,以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 A/OGF>  
    RWZjD#5%Z  
    RaA7 U   
    7G%^8 ce{!  
    8Ib5  
    )5x,-m@  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) r#c+{yY  
    m,SWG[~  
    {'o\#4 Wk  
    N#^o,/  
     一般光栅组件提供了薄元近似(TEA)和傅里叶模态方法(FMM)作为解决模型给定的光栅。 4Z/ ]7Ie  
     薄元近似通常产生更快的结果,当结构小于波长的5倍,可能有精度问题,。 =BBq K=W.d  
     傅里叶模态方法允许一个严格的模拟,但需要更高的数值计算。 m$bNQ7  
    (o8?j^ -v  
    y<)q;fI7  
    ]U.YbWe^  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 G}`Hu_ [\)  
    R-5e9vyS  
    JjG>$z  
        光栅级次分析仪提供了所有衍射阶的效率的概述,作为许多可能的输出。 &z"yls  
    (oB9$Zz!t  
    jxZd =%7Q  
            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 *%QTv3{  
    Es+BV+x[.c  
    G=>LW1E|  
                设计与评估结果            相位功能设计 vUg o)C#<  
                结构设计TEA评价 Cc` )P>L  
    FMM评估            高度标度(公差) xcN >L  
    EYU3Pl%  
    通用设置 FhMl+Ou  
    z.*=3   
    yQ+C}8r5  
            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。 ~'/_q4  
            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。 !Baq4V?KN  
    ?)XPY<  
    纯相位传输设计 !,N),xG}~  
    2_;3B4GDF  
    'q{|p+  
    0& ?/TSC  
    结构设计 TYgn X  
    QfsTUAfR  
    D(Yq<%Q  
    =#{i;CC%  
    ch]Q%M  
            更深的分析 =]F15:%Z q  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 T\o!^|8  
    •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。 F anA~  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。  JS!  
    x2H?B` 5  
    #:M)a?E/%  
    } T1~fa  
    使用TEA进行性能评估 >-YWq  
    HtGGcO'bqg  
    .+hM1OF`x  
    Y7 `i~K;  
    使用FMM进行性能评估 U)gr C8 C  
    j%OnLTZ  
    U^{'"x+  
    m' suAj0  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 & l NHNu[  
    3QzHQU  
    ,-{ 2ai_  
    x'wT%/hp  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 \!,@pe_  
    c`h/x>fa  
    (@1*-4l  
    l/w<R  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 Mlr}v^"G  
    xYCX}bksh  
     
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