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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
     it 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。 y/S3ZJY  
    xBxiBhqzF  
    aU;X&g+_)  
    }}k%.Qb  
    设计任务 3\Xk)a_  
    (.N n|lY<i  
    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 h<?Px"& J  
    1;~s NSTo  
    Fy5:|C N  
    OSO MFt  
    光栅级次分析模块设置 MRz f#o<H  
                           EgG3XhfS  
    $MDmY4\  
    使用常规的分束器会话2编辑器,VirtualLabFusion提供了一个指导工具,允许用户一步一步地指定所有影响分束器设计的参数 w%`S>+kX&  
    /F.<Gz;w  
    Os[z >H?  
    3_wR2AU~  
    3L==p`   
    1. 通过应用设计带中的结构设计,所得到的传输函数可以转换为结构轮廓。2. 对于此转换,使用了薄元近似(TEA)。因此,所得到的结构与初始相位函数成正比。 Hx+r9w  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。4. 要在不同的模拟场景中使用这种结构,需要从组件内部获取实际的采样表面或指定的堆栈。 -`5]%.E&8  
    1@I#Fv  
    W[I[Xg&  
    衍射分束器表面 vW.f`J,\D'  
    02EX_tt),  
    3. dSS  
    F6 ~ ;f;  
        为了进一步评估,使用了通用光栅光学设置,其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪,以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 uM 'n4oH  
    >{Ayzz>v  
    |(tl a_LE  
    <=|^\r !}&  
    =C$"e4%Be  
    =k d-rIBc  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) 7@ONCG  
    nnhI]#,a{  
    ABoB=0.l  
    GTbV5{Ss  
     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。 U= GJuixy  
     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,。 5I[:.o0  
     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。 b&E"r*i|  
    l@w\ Vxr  
    D@X"1X!F`G  
    T] H 'l  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 k {{eyC  
    /kr|}`# Z  
    m~=VUhPd  
        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。 %ho?KU2j  
    N4qBCBr(  
    %Qj$@.*:  
            使用可编程光栅分析仪,用户可以指定应计算的值。例如:总效率、均匀性误差、0阶效率 +Goh`!$Rj9  
    XjzGtZ#6  
    0u"j^v  
                设计与评估结果            相位功能设计 (ZF~   
                结构设计TEA评价 DJdhOLx  
    FMM评估            高度标度(公差)  ,e 7 ~G  
    EpACd8Fb  
    通用设置 =_E$* }  
    IV1O/lGp  
    kn$SG  
            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。 ,^1 #Uz8  
            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。 4VF]t X?o  
    1)}hzA  
    纯相位传输设计 4+>~Ui_#  
    6&i])iH  
    u*\QVOF  
    TG?>;It&  
    结构设计 $pPc}M[h  
    J7WNgl% u  
    [KGj70|~  
    ?Nt m5(R  
    OP(om$xm  
            更深的分析 ;x_T*} CH  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 ~|~2B$JeV  
    •可以利用这一点来纠正零阶不期望的效率,从而改善均匀性。 u9q#L.Ij  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 9^sz,auB  
    eGKvzu  
    2sqH > fen  
    M?sTz@tqq  
    使用TEA进行性能评估 vfDX~_N  
    'SE5sB  
    l9%ckC*q  
    m(xyEU  
    使用FMM进行性能评估 phA{jJy?  
    Wl&6T1A`"  
    R Ee~\n+P^  
    Y^#>3T  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 BUL<FTg  
    ;l `(1Q/  
    Y2uy@j*N  
    jX$U)O  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 KCa @0  
    J8@bPS27q  
    |gk"~D  
    {vd +cE  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 j}}as  
    ki `ur%h  
     
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