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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 1]]#HTwX  
    h;S?  
    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。 Spt;m0W90  
    X8212[7  
    *ci%c^}V  
    wA?q/cw C  
    设计任务 -VO* P  
    dId&tTMmC  
    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 yjj)+eJ(Q  
    >}'WL($5U  
    gzeTBlXg  
    66%4p%#b4  
    光栅级次分析模块设置 Tmr %r'i3  
                           z]bcg$m  
    SWPb=[WEz  
    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 7o4B1YD  
    %Tm8sQ)1  
    -/3D0`R  
    ,R2;oF_  
    +[Zcz4\9  
    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。 ]B>g~t5J  
    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。 pCt0[R;?  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 v JPX`T|  
    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。 8lfKlXR78  
    Zz@wbhMV  
    cOo@UU P   
    衍射分束器表面 a<d$P*I(cH  
    `d6,]'  
    uPQrDr5  
    d gRTV<vM  
    为了进一步评估,使用了通用光栅光学设置,其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪,以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 =%ZR0cWPoI  
    [[gfR'79{  
    SvN2}]Kh  
    WpPI6bd  
    !(>yB;u  
    \>nY%*  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA)  TDR2){I  
    kQQhZ8Ch  
    6V^KOG  
    ,J ZM%f  
     一般光栅组件提供了薄元近似(TEA)和傅里叶模态方法(FMM)作为解决模型给定的光栅。 `;H3['~$  
     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,。 cNvh2JI  
     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。 #) bqn|0l  
    `6QQS3fk!  
    "pW@[2Dkx/  
    d6ABgQi0  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 ; 6*Ag#Z  
    F|&=\Q  
    G;Thz  
    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。 AB")aX2% E  
    [>wvVv  
    F|{F'UXj|  
    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 kV:C=MLI  
    Dh~Z 8!*  
    /woC{J)4p  
    设计与评估结果 ti}G/*4  
    相位功能设计 nk^-+olm  
    结构设计 $mZpX:7/u8  
    TEA评价 %5|DdpES  
    FMM评估 }}MZgm~U)  
    高度标度(公差)
    ga+Z6|t  
    U7@)RJ  
    通用设置 5X=ik7m^  
    h(H b+7g  
    PP_fTacX  
    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。 -|x YT+?%  
    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。
    F\( 7B#  
    KuohUH+  
    ;_<K>r*  
    纯相位传输设计
    8w]>SEGFs  
    JHIXTy__  
    z(dX<  
    /aHx'TG  
    结构设计 P|{Et=R`1  
    oYNp0Hc  
    <=7N2t)s4  
    Isna KcLM  
    RFzMah?Q=j  
    更深的分析 wc6v:,&  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 S+Vsy(  
    •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。 WA&&*ae5`  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 Y\1XKAfB  
    8 y+Nl&"V  
    d?_LNSDo  
    J 8""}7D  
    使用TEA进行性能评估 *N|s+  
    TSCc=c  
    }R]^%q@&  
    b/g"ws_  
    使用FMM进行性能评估 #v QyECf  
    #m<<]L(o8W  
    6a\YD{D] _  
    ZFsJeF'"  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 "-;l{tL  
    KB^i=+xr  
    |L"!^Y#=D  
    h]z>H~.<*  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 M$Of.  
    G B &+EZ  
    ~0~f  
    _Z|3qQ  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 E?+MM0  
    j/9Uf|z-_  
    "p{cz(  
    umo@JWr  
    VirtualLab Fusion技术 &QL!Y{=Y6  
    ]{<`W5 b/  
    30Z RKrW"~  
    &@MiR8  
     
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