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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
    \Rz-*zr&  
    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。 MVXy)9q  
    `Yw:<w\4C  
    tVqc!][   
    ["ML&2|o  
    设计任务 *e%(J$t  
    i;I!Jc_b'  
    使用近轴近似的衍射1:7×7分束器的初步设计通过严格分析,进一步优化零阶均匀性和影响 6 TSC7jO  
    P)rz%,VF+  
    !bQqzny$R  
    d[$YTw  
    光栅级次分析模块设置 %h "%G=:  
                           (M nK \^Y  
    09sdt;V Q  
    使用常规的分束器会话2编辑器,VirtualLabFusion提供了一个指导工具,允许用户一步一步地指定所有影响分束器设计的参数 xXfFi5Eom  
    Dh.pH1ZY3n  
    -'~61=PD  
    !7y:|k,ac  
    (bD'SWE  
    1. 通过应用设计带中的结构设计,所得到的传输函数可以转换为结构轮廓。2. 对于此转换,使用了薄元近似(TEA)。因此,所得到的结构与初始相位函数成正比。 = @n`5g  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。4. 要在不同的模拟场景中使用这种结构,需要从组件内部获取实际的采样表面或指定的堆栈。 m(p0)X),_i  
    a n,$Z,G#K  
    t^SND{[WcM  
    衍射分束器表面 J*m ~fZ^  
    Zt"3g6S  
    4">C0m;ks  
    #5=!ew  
        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。 LypBS]r u  
    &7Lg) PG  
    dA=T+u  
    %w#8t#[,6  
    Rn5{s3?F~2  
    z%44@TP  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) qJYEsI2M  
    -,^Z5N#\|  
    ^Kfm(E  
    Dhzm C  
     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。 i f!   
     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,。 Rs;Y|W4'  
     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。 IXof- I%8  
    [s&0O<Wv  
    zsmlXyP'e!  
    RE.t<VasP  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 ]D&\|,,(  
    L]#b =Y  
    A? T25<}  
        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。 4StoEgFS  
    VGeyZ\vU  
    ;Wedj\Kkp  
            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 &9Xn:<"`)  
    $[{YE[a  
    iNv"!'|  
                设计与评估结果            相位功能设计 CjZIBMGc  
                结构设计TEA评价 JE ''Th}  
    FMM评估            高度标度(公差) rhj_cw  
    f2G 3cg~H  
    通用设置 yLEA bd%+  
    !]2`dp\!  
    rYPj3!#  
            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。 UB3hC`N\  
            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。 )2: ,E  
     wjfc9z  
    纯相位传输设计 ]Ia}H+&  
    |ohCA&k%;  
    , ^@z;xF  
    KU 98"b5  
    结构设计 $_Q]3"U  
    gaU1A"S}  
    ^C70b)68  
    @Jc^ur  
    R7 ^f|/l  
            更深的分析 JV@b(x`  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 2*TPW  
    •可以利用这一点来纠正零阶不期望的效率,从而改善均匀性。 P`OZoI$bV  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 <Xb$YB-c  
     .F/0:)  
    )| 0(#R  
    !<= ^&\A  
    使用TEA进行性能评估 aqKrf(Rv  
    $<F9;Z  
    &Rt^G  
    3h**y %^  
    使用FMM进行性能评估 v{oHC4  
    H/$oGhvl  
    R/Te ;z  
    !]l;n Fd  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 e7M6|6nb  
    gIY]hC.  
    w 3$9  
    i9v|*ZM"  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 _NN5e|t  
    DMiB \o  
    $aDkZj  
    8B7~Nq'  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 DTz)qHd#X  
    =&#t ("  
     
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