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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 正序阅读 楼主  发表于: 2023-08-09
    摘要 X;p,Wq#D'  
    F:M3^I  
    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。 v1zJr6ra9  
    {N;XjV1x  
    ?P`]^#  
    ZWVcCa 3  
    设计任务 bd<zn*H Z*  
    n|L.d BAs]  
    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 c-avX  
    2Sb~tTGz79  
    G#CWl),=  
    W?/7PVGv5h  
    光栅级次分析模块设置 ]]%CO$`T [  
                           |)IN20  
    )r1Z}X(#d  
    使用常规的分束器会话2编辑器,VirtualLabFusion提供了一个指导工具,允许用户一步一步地指定所有影响分束器设计的参数 ^ tm,gh  
    4k$BqM1  
    Tj*zlb4  
     Jb {m  
    "mT~_BsD  
    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。 y)#Ib*?  
    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。 9^s sT>&/  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 v?h#Ym3e<  
    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。 fwxyZBr  
    R_ 4600  
    *Xl&N- 04  
    衍射分束器表面 .6OE8w 1  
    O*yc8fUI  
    WFN5&7$W  
    n2Ycq&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。 ]b<k%  
    qdj,Qz9ly  
    kS?!"zk>  
    8 s:sMU:Q  
    0t*q5pAG".  
    ~"}-cl,  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) jPA?0h  
    eB!0:nHN  
    zc,fJM  
    <r 3F*S=  
     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。 &&(sZG w  
     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,。 31YzTbl[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。 K-_e' )22.  
    i':<Ro  
    tq>QZEg  
    }L@!TWR-Qu  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 -jFt4Q7}8  
    #xE" ];  
    [al$7R&  
    光栅级次分析仪提供了所有衍射阶的效率的概述,作为许多可能的输出。 b^5rV5d  
    tX Z5oG7  
    P",~8Aci(  
    使用可编程光栅分析仪,用户可以指定应计算的值。例如:总效率、均匀性误差、0阶效率 .wS' Xn&  
    = ?T'@C  
    ~XQN4Tv-  
    设计与评估结果 L&'2  
    相位功能设计 9)T;.O  
    结构设计 A^ t[PKM"  
    TEA评价 qV^,muyoG  
    FMM评估 NBE)DL  
    高度标度(公差)
    cq % =DZ  
    "i4@'`r  
    通用设置 2Wq)y1R<T  
    <q%buyQna  
    0D:J d6\  
    提供多次运行文档,允许用户执行任意数量的设计,并提供根据特定标准筛选结果的选项。 i4v7x;m_p  
    通过这种方法获得了以下三个结果:我们将对其进行进一步评估。
    SgFyv<6>:  
    ;wgm 'jr  
    }N*6xr*X+  
    纯相位传输设计
    %nP13V]  
    mTYEK4}  
    "F}a nPY  
    0b~5i-zM/  
    结构设计 8GV$L~i  
    q9yY%  
    @B*?owba>  
    !YsL x[+  
    b 9F=}.4  
    更深的分析 X]tjT   
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 hf8 =r5j=  
    •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。 k P>G4$e_v  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 j!qO[CJJ  
    FSIV\ u  
    *" >e k k  
    I(bH.{1n7  
    使用TEA进行性能评估 [^P25K  
    Fla,#uB  
    ZVR0Kzu?Ra  
    2YdMsu~  
    使用FMM进行性能评估 Y)g7 E"  
    {Z3B#,V(g  
    7?qRY9Qu  
    ShxB!/s  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 j{0_K +B  
    /^ hB6_'D  
    4[9~g=y>  
    |\*7J!Liv  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 }>6=(!  
    _}EGk4E  
    OTl\^!  
    mBhG"0:  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 ABSA le  
    ;KWR/?ec  
    's8NO Xlj  
    "/[-U;ck  
    VirtualLab Fusion技术 L8Z[Ly+_  
    s3W35S0Q3  
    z0t6}E<VIR  
    LL7a 20  
     
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