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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
    xQhvs=Zm]  
    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。 P!";$]+  
    AcF;5h  
    ^$y_~z3o#7  
    7>m#Y'ppl@  
    设计任务 xf@D<}~1  
    'm=9&?0S  
    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 "zO+!h'o  
    3:Sv8csT  
    u[oYVpe)IG  
    -~h2^Oez  
    光栅级次分析模块设置 {hM*h(W~3  
                           R@0ELxzA  
    JqH2c=}-  
    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 sh?Dxodp9  
    WDiF:@^K  
    qD4e] 5  
    8X]j;Rb  
    .{-8gAh  
    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。 $hO8 S=  
    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。 GKPqBi[rO  
    \o@b5z ]e  
    ,9"</\]`  
    衍射分束器表面 ^ :Q |,oy  
    DRV vW6s  
    3<msiC P  
    t Q_}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。 j &Ayk*  
    W^&t8d2  
    G$4lH>A&  
    a@,tf'Sr  
    )11/BB\v  
    :"O=/p+*Us  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) e= "/oo  
    ce=6EYl  
    > KH4X:  
    \{+7`4g  
     一般光栅组件提供了薄元近似(TEA)和傅里叶模态方法(FMM)作为解决模型给定的光栅。 n*iaNaU"'  
     薄元近似通常产生更快的结果,当结构小于波长的5倍,可能有精度问题,。 L*h X_8J  
     傅里叶模态方法允许一个严格的模拟,但需要更高的数值计算。 :N)7SYQT  
    3g2t{ %  
    ~rY<y%K  
    ~5}b$qL#`  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 +I\ bs.84  
    W.:k E|a.g  
    cX.v^9kuX  
        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。 -3_kS/  
    0#*\o1r\p  
    2 >xV&  
            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 |klL KX&  
    7@tr^JykO  
    >Q5E0 !]  
                设计与评估结果            相位功能设计 l/rhA6kEU  
                结构设计TEA评价 /'VCJjzZ  
    FMM评估            高度标度(公差) !FpMO`m  
    (%+DE4?  
    通用设置 <6L$ :vT_  
    [S</QS!  
    @1Zf&'/6  
            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。 *%)L?*  
            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。 Dh +^;dQ6  
    }.b[az\T  
    纯相位传输设计 `(o1&  
    Ha C?,  
    $V~%$  
    [sKdIw_  
    结构设计 x-Mp6  
    dqKTF_+VhA  
    *.nqQhW  
    T. ` %1S  
    ;:$Na=  
            更深的分析 =$`DBLX   
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 wH${q@z_  
    •可以利用这一点来纠正零阶不期望的效率,从而改善均匀性。 0U/:Tpyr  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 ?ST}0F00}  
    vCpi|a_eCu  
    dNJK[1e6  
    p6HZ2Q:a  
    使用TEA进行性能评估 VJR'B={h  
    hCxL4LrF  
    Le3S;SY&  
    3.dUMJ$_  
    使用FMM进行性能评估 @$nI\ n?*  
    H`Z4a N  
    ,<vrDHR  
    lP9I\Ge&  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 R<U?)8g,h~  
    'Yd%Tb|*  
    /p%K[)T(  
    q90S>c,  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 TM^1 {0;r5  
    .i=%gg  
    )$]+R?v  
    HRb_ZJz  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 5r+0^UAO:J  
    hr{%'DAS  
     
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