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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 倒序阅读 楼主  发表于: 2022-09-06
    U\\nSU  
    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。 p/f!\  
    tuiQk=[ c  
    q4rDAQyPO  
    ']]&<B}mz  
    设计任务 bG6<=^  
    IAJYD/Y&?  
    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 7berkU0P  
    4: <=%d  
    ef;Ta|#  
    XN=Cq*3}  
    光栅级次分析模块设置 Jqt&TqX@s  
                           _,i+gI[  
    4JD 8w3u/  
    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。 M"t=0[0DM:  
    )5Bkm{v3  
    _\tGmME37  
    <.h\%&'U  
    P6E=*^^m(  
    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。 3oCw(Ff  
    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。 k9^Vw+$m  
    M5Twulz/w  
    _>moza  
    衍射分束器表面 u8wZ2j4S  
    /@H2m\vBX  
    Q:x:k+O-  
    I'[hvp  
        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。 ;Q]j"1c  
    -|DSfI#j  
    '%m0@5|hCD  
    Y)@PGxjz  
    .2b) rKo~  
    $pT%7jV}  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) QxGQF|  
    | 3`qT#p{  
    YW}1iT/H  
    Qw$"W/&X  
     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。 ~Lc>~!!t  
     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,。 .=>T yq  
     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。 a* pZcv<  
    ItTIU  
    a9E!2o+,  
    ZHs hg`I`  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 8dw]i1t<  
    FNDLqf!j  
    LaZF=<w(  
        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。 lK^Q#td:`  
    fxDY:l  
    {I |k@  
            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 K;f'&9-+i,  
    n/"T7Y\2  
    r<oI4px  
                设计与评估结果            相位功能设计 gkpNT)  
                结构设计TEA评价 1>*]jj}  
    FMM评估            高度标度(公差) {zGIQG9  
    vtFA#})~  
    通用设置 g)'tr '  
    rI}E2J  
    j8os6I  
            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。 %uGA+ \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。 B-[SUmHr  
    33kI#45s  
    纯相位传输设计 e![Q1!r  
    [ &*$!M  
    x 0  
    kXC.rgal  
    结构设计 ^c]Sl  
    .;tO;j |6  
    2vnzB8 "k  
    E|9LUPcb  
    ` OQ&u  
            更深的分析 Z"? AaD[  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 ) WIlj  
    •可以利用这一点来纠正零阶不期望的效率,从而改善均匀性。 [6S"iNiyKT  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 U30)r+&  
    ~+>M,LfK  
    tL+8nTL  
    l7{hq}@;cC  
    使用TEA进行性能评估 f 5i`B*/  
    VP4t~$"  
    :,q3?l6  
    3r em"M  
    使用FMM进行性能评估 6sy%KO*A  
    [/uKo13  
    :e@JESlLf  
    8 (^2  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 ;D8Nya>%  
    \N#)e1.0P  
    e+R.0E  
    _R(5?rG,  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 0K3FH&.%  
    \wRr6-!_  
    0v7;Z xD  
    4_.k Q"'DH  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 lIjHd#q-C  
    el|t6ZT*  
     
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