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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
    &p ;};n  
    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。 0M8JE9 Kx  
    fy_'K}i3k  
    kOdS^-  
    :WA o{|&  
    设计任务 i $I|JJJ  
    87<y_P@{  
    使用近轴近似的衍射1:7×7分束器的初步设计通过严格分析,进一步优化零阶均匀性和影响 o4~ft!>  
    j~Gu;%tq  
    m qw!C  
    E 3I'3  
    光栅级次分析模块设置 Jh466; E  
                           !+hX$_RT  
    _a<PUdP  
    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 LG<lZ9+y  
    B.P64"w  
    *?K` T^LS  
    W^=89I4]  
    $}KYpSV  
    1. 通过应用设计带中的结构设计,所得到的传输函数可以转换为结构轮廓。2. 对于此转换,使用了薄元近似(TEA)。因此,所得到的结构与初始相位函数成正比。 4uftx1o   
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。4. 要在不同的模拟场景中使用这种结构,需要从组件内部获取实际的采样表面或指定的堆栈。 e#nTp b  
    3@"VS_;?  
    :X4\4B*~  
    衍射分束器表面  gA[M  
    e0$mu?wd-  
    <M&]*|q>g%  
    (QRl -| +  
        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。 .ERO*Tj  
    ^U`q1Pg5  
    =u'/\nxCF  
    GUp51*#XR  
    &pba~X.u  
    S~TJF}[k^6  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) h{JVq72R  
    ,3n}*"K  
    <.v6w*+{/  
    C,<TAm  
     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/yp[Ky  
     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,。 B0KM~cCPQP  
     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。 =f|>7m.p  
    F"F(s!  
    * ;M?R?+  
    ]Aluk|"`U  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 }>1E,3A:%G  
     mPD'"  
    r9t{/})A  
        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。 _0f[.vN  
    ;C{_T:LS  
    N-Z 9  
            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 2kgm)-z  
    .Lp-'!i  
    Hb$q}1+y  
                设计与评估结果            相位功能设计 kL3=7t^ 1  
                结构设计TEA评价 lz*2wGI9  
    FMM评估            高度标度(公差) -)Vj08aP  
    TSk6Q'L\v  
    通用设置 b7,qzh  
    K@,VR3y /  
    SeTU`WLEm  
            提供多次运行文档,允许用户执行任意数量的设计,并提供根据特定标准筛选结果的选项。 Tc*PDt0C  
            通过这种方法获得了以下三个结果:我们将对其进行进一步评估。 2X]\:<[4  
    GGuLxc?(  
    纯相位传输设计 FV9RrI2  
    o99 a=x6  
    Xo5L:(?K  
    w '"7~uN  
    结构设计 =e+go ]87x  
    =ht@7z8QM  
    ?7+ 2i\L  
    6GN'rVr!Z  
    ')aYkO{%sb  
            更深的分析 {HU48v"W  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 =3:ltI.'*I  
    •可以利用这一点来纠正零阶不期望的效率,从而改善均匀性。 s^ a`=kO  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 *k}d@j,*"  
    l*u@T|Fc$  
    + ThKqC_  
    Pm_=   
    使用TEA进行性能评估 WDZi @9X_  
    HHYcFoJwYN  
    gc=e)j@  
    P:v y  
    使用FMM进行性能评估 @RP|?Xc{?  
    dB5DJ:$W$  
    U&XoT-p$L  
    m+=!Z|K  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 . <B1i  
    qrkT7f  
    v+G:,Tc"  
    On^#x]  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 q|l|gY1g)  
    1 W u  
    D/WS  
    i@* ^]'  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 L7-nPH  
    ?zEF?LJoK  
     
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