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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
    $4) g uG)  
    直接设计非近轴衍射分束器仍然是一个挑战。由于衍射角相当大,元件的特征尺寸与工作波长在相同的数量级上。因此,设计过程超出了近轴建模方法。因此,在这个例子中,迭代傅里叶变换算法(IFTA)和薄元素近似(TEA)用于衍射元素的初始设计结构,和傅里叶模态方法(FMM)随后应用于严格的性能评估。 ^w}Ib']X  
    5d;K.O  
    jXva ?_  
    ~;a* Oxt  
    设计任务 p)] ^>-L  
    Y(mwJud|  
    使用近轴近似的衍射1:7×7分束器的初步设计通过严格分析,进一步优化零阶均匀性和影响 iU|C<A%Hh  
    fkG"72 95A  
    r2`?Ta  
    @WUCv7U  
    光栅级次分析模块设置 3p#^#1/_  
                           ../(gG9  
    h 'CLf]  
    使用常规的分束器会话2编辑器,VirtualLabFusion提供了一个指导工具,允许用户一步一步地指定所有影响分束器设计的参数 p{u}t!`!d  
    )2\a5iH  
    +o5rR|)M+  
    I*t}gvUt9  
    h<jIg$rA  
    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。 v0p EN\  
    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$baQU hKS  
    U_04QwhK7  
    ^ B]t4N2i  
    衍射分束器表面 7] H4E.(l  
    !b Km}1T  
    <7h'MNf&  
    #7)6X:/O  
        为了进一步评估,使用了通用光栅光学设置,其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪,以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 Cr"hu;  
    #wcoLCjs)  
    z(` kWF1<  
    ?/g(Y  
    ]z$<6+G  
    D=+sD"<|  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) GR9F^Y)K{  
    '1IH^<b  
    ^^mi@&ApLD  
    (yVI<Os{a  
     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。 3J{'|3x  
     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,。 @B <_h+  
     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。 qz):YHxT]n  
    4+Kc  
    L T!X|O.  
    v\Gu  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 P=GM7  
    :I8t}Wg  
    owB)+  
        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。 NiF*h~ q  
    uW|y8 BP $  
    Obm\h*$  
            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 `W=JX2I  
    1F-L( \oKm  
    n1V*VQV  
                设计与评估结果            相位功能设计 fzcT(y  
                结构设计TEA评价 Ea 1>]V  
    FMM评估            高度标度(公差) e wR0e.g  
    4H)a7 <,  
    通用设置 0o`o'ZV=c  
    B:SRHd{*Wu  
    #:X :~T  
            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。 :8FH{sqR  
            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。 nDfDpP&  
    x4(WvQ%O#  
    纯相位传输设计 B("kE`  
    dcsd//E  
    01b0;|  
    5Dd;?T>  
    结构设计 MH-,+-Eq  
    s5 BV8 M  
    >jIc/yEYKI  
    NUseYU``  
    %$Uw]a  
            更深的分析 0n%`Xb0q  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 ^B7Aam  
    •可以利用这一点来纠正零阶不期望的效率,从而改善均匀性。 idQr^{  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 n/-I7Q!;u  
    TqC"lO>:Q  
    E^G=  
    ;%&@^;@k%  
    使用TEA进行性能评估 =:lacK(0  
    DBRTZES  
    @r<w|x}  
    -3C~}~$>`  
    使用FMM进行性能评估 2zAS \Y  
    QH eUpJ/^  
    kE1u-EA  
     _~r>C  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 wiZK-#\x  
    "xKJ?8   
    p("do1:  
    z]pH'c39  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 !^%b|=[  
    _nF_RpS  
    tO#y4<  
    1 OX(eXF>  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 7_LE2jpC,5  
    b=sc2 )3?  
     
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