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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
    @mM])V  
    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。 XHq8p[F  
    X2ShxD|  
    nFE0y3GD8  
    L\p@1N?K  
    设计任务 p_z_d6?  
    Gp6|0:2,L~  
    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 8GC(?#Kb  
    9n][#I)a3  
    4.@gV/U(|  
    P=ARttT`(  
    光栅级次分析模块设置 t%jB[w&,os  
                           6wV{}K^0  
    @r.u8e)l  
    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 ?R2`RvQ  
    ?<@yo&)  
    k:D;C3vJd  
    [;5?=X,LD  
    oe1Dm   
    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。 Yjo$^q  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。4. 要在不同的模拟场景中使用这种结构,需要从组件内部获取实际的采样表面或指定的堆栈。 0Me *X  
    h#p1wK;N  
    Z$h39hm?c  
    衍射分束器表面  lZ^UAFF  
    m*VM1kV  
    /mST<{(_G\  
    e<|'   
        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。 7.O1 ~-  
    r{~K8!=oU]  
    kzs}U'U  
    B@w Q [  
    _J}vPm  
    VU>s{_|{  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) 8e_ITqV%  
    a8fLj  
    7 R1;'/;  
    , O=@I  
     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。 |qra.\  
     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,。 M5OH-'  
     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。 m .2)P~a  
    *GsrG*OM*D  
    n*\AB=|X  
    yQQ[_1$pq  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 7S<Z&1(  
    ye U4,K o  
    C3`2{1  
        光栅级次分析仪提供了所有衍射阶的效率的概述,作为许多可能的输出。 38P_wf~ \  
    ?k4O)?28  
    Q$iGpTL  
            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 ,wmPK;j  
    Hl&]r'bK  
    ?5m[Qc (<  
                设计与评估结果            相位功能设计 ?9q{b\=l  
                结构设计TEA评价 qIQvix$8  
    FMM评估            高度标度(公差) o{\@7'G  
    p\e*eV1dxx  
    通用设置 :xd&V%u`  
    [.P~-6~  
    Rk fr4  
            提供多次运行文档,允许用户执行任意数量的设计,并提供根据特定标准筛选结果的选项。 RB'12^[  
            通过这种方法获得了以下三个结果:我们将对其进行进一步评估。 Py 8o8*H  
    uC G^,BQ  
    纯相位传输设计 n?@o:c5,r  
    2l+O|R  
    k}-%NkQ 9O  
    kl[bDb1p  
    结构设计 ?Gr<9e2Eo  
    #m9V) 1"wB  
    )|/t}|DIx  
    ))63?_  
    hD58 s"L$  
            更深的分析 Ks09F}  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 zqYfgV  
    •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。 ?|^1-5l3  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 xtU)3I=F%  
    b]6;:Q!d  
    {U=za1Ga  
    #UU}lG  
    使用TEA进行性能评估 HkxFDU-K  
    $y=sT({VVe  
    3uRnbO-  
    nngL,-v#F  
    使用FMM进行性能评估 >FHTBh& Y  
    fx.FHhVu  
    Uy ;oJY  
    oTOe(5N8a  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 `Pl=%DR  
    >C_! }~  
    =KT7ZSTV  
    I?-9%4 8iM  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 wlKpHd*  
    hFa\x5I5  
    #f/-iu=L  
    oG@P M+{  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 6?}8z q[  
    Q+G=f  
     
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