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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
    W9n0Jv  
    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。 $* 1?"$LN  
    uw!  
    maAZI-H{  
    kms&o=^  
    设计任务 \Zc$X^}vN  
    <"A|Xv'Q  
    使用近轴近似的衍射1:7×7分束器的初步设计通过严格分析,进一步优化零阶均匀性和影响 AQ n>K{M  
    hoY.2 B_  
    *uHL'Pe;m  
    6BM[RL?T  
    光栅级次分析模块设置 <X[TjP  
                           u.;zz'|  
    n][/c_]q  
    使用常规的分束器会话2编辑器,VirtualLabFusion提供了一个指导工具,允许用户一步一步地指定所有影响分束器设计的参数 (Mi]vK.4  
    +Go(y S  
    5v"r>q[ X  
    3sG7G:4  
    Oop5bg  
    1. 通过应用设计带中的结构设计,所得到的传输函数可以转换为结构轮廓。2. 对于此转换,使用了薄元近似(TEA)。因此,所得到的结构与初始相位函数成正比。 @P=St\;VP  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。4. 要在不同的模拟场景中使用这种结构,需要从组件内部获取实际的采样表面或指定的堆栈。 /2}o:vLj  
    r /v'h@  
    &:}e`u@5|  
    衍射分束器表面 H`u8}{7  
    +./c=o/v  
    ~RcI+jR)  
    3t<XbHF9  
        为了进一步评估,使用了通用光栅光学设置,其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪,以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 *Q2;bmIc  
    .5Y%I;~v  
    bwh7.lDAl  
    O7@CAr  
    l`lo5:w  
    ` nBCCz'Y!  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) 5G.Fi21 b  
    vZV+24YWb  
    WrK!]17or  
    u] C/RDTH  
     一般光栅组件提供了薄元近似(TEA)和傅里叶模态方法(FMM)作为解决模型给定的光栅。 fR_ jYP 1  
     薄元近似通常产生更快的结果,当结构小于波长的5倍,可能有精度问题,。 xlPUu m-o  
     傅里叶模态方法允许一个严格的模拟,但需要更高的数值计算。 9pPb]v,6  
    0kN;SSX!  
    xml@]N*D#E  
    e$F]t *)Xa  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 fDc>E+,  
    _\E{T5  
    @$FE}j_  
        光栅级次分析仪提供了所有衍射阶的效率的概述,作为许多可能的输出。 M99#\0=/  
    qW]gp7jK4  
    p:M#F:  
            使用可编程光栅分析仪,用户可以指定应计算的值。例如:总效率、均匀性误差、0阶效率 U3r[ysf  
    P.*J'q 28  
    Hw"ik6  
                设计与评估结果            相位功能设计 b?Wg|D  
                结构设计TEA评价 mhnjY K9  
    FMM评估            高度标度(公差) hoxn!x$?  
    "8K>Yu17  
    通用设置 VM{`CJ2  
    u2HkAPhD  
    i^P@?  
            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。 #.O,JG#H  
            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。 SNP.n))   
    qGMM3a)Q  
    纯相位传输设计 Oq"(oNG@  
    ps0wN%tA  
    x4v@Kk/  
    fr'M)ox1  
    结构设计 I( BG%CO9  
    A.7:.5Cx'  
    EM/NT/  
    y7SOz'd  
    h}xUZ:  
            更深的分析 4X7y}F.J  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 AoHA+>&U  
    •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。 0?uX}8w  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 ) Kfk\  
    #QJ  mAA  
    Rf@D]+v  
    <'A>7M~h?*  
    使用TEA进行性能评估 xO'I*)  
    (^GVy=  
    JV'd!5P  
    1A^iUC5)  
    使用FMM进行性能评估 o D;  
     p>v,b&06  
    U`q[5U"  
    E%ea o$  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 J<DV7zV  
    oTZ?x}Z1  
    m^ zx &  
    4W8rb'B!Ay  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 O%v(~&OSl  
    }yqRz6=YB  
    %sC,;^wla'  
    sBuJK'  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 vl$! To9R"  
    S-Va_ t$  
     
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