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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
    *}#HBZe(9  
    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。 QbSLSMoL  
    &XI9%h9|  
    hPG@iX|V  
    o(?9vU  
    设计任务 T;{}bc&I  
    ?,v& o>*  
    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 Ho*B<#&(A|  
    +0*\q  
    =a=:+q g  
    <<gW`KF   
    光栅级次分析模块设置 K+M\E[1W  
                           iumwhb  
    3w p@OF_  
    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 \/SOpC  
    Yuf+d-%  
    6+ptL-Zt<  
    e2V;6N  
    %1#|>^  
    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。 &#u\@Qze  
    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。 37 ?X@@Z=  
    NPO!J^^  
    `.pd %\  
    衍射分束器表面 Tyaqa0  
    bYem0hzOe  
    {0fQE@5@  
    >b0 Bvx-  
        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。 +.^pAz U}R  
    B+R|fQ  
    $}S0LZ_H  
    M3!;u%~} s  
    p^w)@^f  
    izl-GitP  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) @~7au9.V=X  
    ir\)Hz2P  
    e~># M $  
    pO N#r  
     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。 Vx5fQ mx  
     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,。 XrMw$_0)  
     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。 NgsEEPu?  
    zZ51jA9x  
    g co;8e_  
    -R];tpddR5  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 {`)o xzR  
    ${ DSH  
    6q0)/|,@  
        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。 $JBb] v8_  
    n) HV:8j~  
    wM;=^br  
            使用可编程光栅分析仪,用户可以指定应计算的值。例如:总效率、均匀性误差、0阶效率 MZX@Gi<S[  
    &E!m(|6?+  
    B2_fCSlg  
                设计与评估结果            相位功能设计 , .=7{y~  
                结构设计TEA评价 ?/@XJcm+  
    FMM评估            高度标度(公差) ;.$vDin6  
    HKOSS-`5  
    通用设置 x2b t^!t.  
    MX!N?k#KhP  
    *YQXxIIq  
            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。 } 21!b :a  
            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。 SjA'<ZX>TM  
    U F89gG4  
    纯相位传输设计 }LEasj  
    d:]ZFk_*  
    r t)[}+ox  
    ?wIEXKI  
    结构设计 <+%y  
    C\{hN  
    0f3>s>`M  
    :y{@=E=XSC  
    CL(D&8v8~  
            更深的分析 +zo\#8*0MF  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 Gcxz$.(  
    •可以利用这一点来纠正零阶不期望的效率,从而改善均匀性。 -Fop<q\b  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 W5Jb5  
    9&B #@cw  
    6 Rg>h  
    .K#' Fec  
    使用TEA进行性能评估 "18cD5-#  
    6*|EB|%n  
    mv$gL  
    /6 x[C  
    使用FMM进行性能评估 {=3'H?$  
    _a`/{M|  
    %(\et%[]  
    'XYjo&w  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 pd.pY*B<[  
    H:z<]Rc  
    Z{F^qwne  
    ~Hx>yn94e  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 nx{X^oc8e  
    YXU2UIY<~  
    i~4$V  
    8KdcU [w]  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 /kO%aN  
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