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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
    ,m<H-gwa  
    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。 {<>K]P~wD  
    SJt<+kg  
    J?UQJ&!@O  
    RP5+d  
    设计任务 4)>FS'=  
    F}GPZ=T;  
    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 P^`duZ{T  
    6]zd.W  
    YW@#91.  
    A5'NGt  
    光栅级次分析模块设置 C:8_m1Y{  
                           2`GE  
    l1U=f]  
    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 D]a<4a 18  
    u]+~VT1C,3  
    ml|W~-6l  
    [YrHA~=U  
    Rm1A>1a :  
    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。 ps .]N   
    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。 #rO8Kf  
    &!aAO(g  
    {j5e9pg1L|  
    衍射分束器表面 `U#55k9^5  
    ##Q/I|  
    1i:|3PA~  
    2&c9q5.b  
        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。 G0u LmW70  
    Ofm%:}LV  
    :1XtvH  
    iRg7*MQu  
     z@|GC_L  
    7QKr_  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) 53-v|'9'  
    ac kqH+'  
    "H -"  
    wn_b[tdxq  
     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。 jdE5~a+  
     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,。 X U/QA [K  
     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。 w.,Q1\*rPp  
    LK6; ? m  
    :=%0Mb:  
    ZxV"(\$n  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 ~%?`P/.o  
    B+^(ktZp@  
    1+-_s  
        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。 l]~n3IK"  
    K=!Bh*  
    ,rJXy_  
            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 ;nC.fBu  
    pV4Whq$  
    Ig3;E+*>  
                设计与评估结果            相位功能设计 b'6- dU%  
                结构设计TEA评价 3}|'0(hYL  
    FMM评估            高度标度(公差) %dQxJMwj  
    ` PYJ^I0  
    通用设置 WTImRXK4  
    ,`ZYvF^%  
    Hwo$tVa:=  
            提供多次运行文档,允许用户执行任意数量的设计,并提供根据特定标准筛选结果的选项。 N3u((y/  
            通过这种方法获得了以下三个结果:我们将对其进行进一步评估。 6JKqn~0Kk  
    JQ4{` =,b  
    纯相位传输设计 Qs9gTBS;  
    }%Bl>M  
    ?wnzTbJN  
    OKF tl  
    结构设计 J'N!Omz  
    [D*UT#FM  
    H[DUZ,J  
    r}uz7}z %"  
    JyR/1 W  
            更深的分析 vN3Zr34  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 ^ bEc6`eE  
    •可以利用这一点来纠正零阶不期望的效率,从而改善均匀性。 -V:"l  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 ]p_@@QTC  
    Sm~l:v0%  
    o.q/O)'V u  
    :1Q!$  m  
    使用TEA进行性能评估 YZ%Hu)  
    pv&y91  
    SM`w;?L:?  
    Ok n(pJ0  
    使用FMM进行性能评估 pZtu&R%GU  
    LBF 1;zjK  
    kWdi59 5  
    fu90]upz~  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 ?B :a|0pf  
    !9xp cQ>  
    Y(44pA&oN  
    B" 3dQwQ  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 ;vt8R=T  
    da (km+  
    !qX_I db\  
    }#X8@  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 e^ v.)  
    =zyC-;r!  
     
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