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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: 2023-08-09
    摘要 1~ZHC[ `  
    x:wq"X  
    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。 nv|y@! (  
    E6IL,Iq9  
    Q^5 t]HKn  
    _xwfz]lb+  
    设计任务 n#AH@`&i  
    5suSR;8  
    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 y]z#??  
    Dg4^ C  
    Rn ^N+3o'M  
    YO4ppL~xe  
    光栅级次分析模块设置 5UD;Z V%  
                           '`VO@a  
    CMf~Yv  
    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 8{^GC(W{]  
    H ;}ue  
    ]V7hl#VO  
    BHBR_7  
    %[F;TZt  
    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。 ^rb7`s#G  
    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。 Z s!q#qM  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 TgG)btQ  
    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。 sSb&r  
    jS)-COk  
    [9Hm][|Ph  
    衍射分束器表面 Zl/+HU~  
    VH*(>^Of F  
    #3jZ7RqzQ  
    6h"? 3w  
    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。 , Vr6  
    5w%9b  
    (.t:sn"P  
    3Jit2W4  
    : .eS|  
    :7]R2JP  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) bJ[1'Es `  
    )CU(~s|s  
    a.ME{:a%  
    hIHO a  
     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。 V#FLxITk  
     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,。 ITOGD  
     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。 %[;KO&Ga  
    ZACn_gd[5  
    g9`ytWmM  
    KWkT 9[H  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 +DDvM;31w  
    +1A<kJ  
    U4/$4.'NQ  
    光栅级次分析仪提供了所有衍射阶的效率的概述,作为许多可能的输出。 g7ROA8xu  
    hj[g2S%X  
    eS+LFS7*k  
    使用可编程光栅分析仪,用户可以指定应计算的值。例如:总效率、均匀性误差、0阶效率 ;<Q_4 V  
    4 df1)<}U-  
    j|w+=A1  
    设计与评估结果 W12K93tO  
    相位功能设计 kE|#mI[>  
    结构设计 J)+eEmrU  
    TEA评价 Q?q m~wD  
    FMM评估 ;W"[,#2TM  
    高度标度(公差)
    qdZYaS ~  
    S]{Z_|h*j  
    通用设置 <>GyG-q  
    W6>uLMUa  
     )BB a  
    提供多次运行文档,允许用户执行任意数量的设计,并提供根据特定标准筛选结果的选项。  #pK)  
    通过这种方法获得了以下三个结果:我们将对其进行进一步评估。
    O*7~t17  
    2HNS|GHb&  
    YEj U3^@  
    纯相位传输设计
    1jb@n xRjO  
    cke[SUH,  
    Q^OzFfR6  
    C, rZ}-  
    结构设计 vUA,`  
    _X/`4 G  
    aV.<<OS   
    : Dlk `?  
    ^m9cEl^:nQ  
    更深的分析 AJ}Q,E  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 }mK_d9dx  
    •可以利用这一点来纠正零阶不期望的效率,从而改善均匀性。 .?TVBbc%5  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 bHNaaif}P  
    9p<l}h7g  
    X35hLp8 M  
    R(fR1  
    使用TEA进行性能评估 +aap/sYp  
    04TV. /uA  
    ~]Jfg$'  
    d0d2QRX  
    使用FMM进行性能评估 I`l< }M  
    aMWNZv  
    V7<} ;Lzm  
    1+Oo Qs  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 o^_am>h  
    4P5wEqU.<  
    ^q$sCt}  
    >?tpGEZ\  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 (H7q[UG|  
    |BR&p)7)  
    H{If\B%1t  
    [o6d]i!  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 c3+vtP&  
    &H6Fkza;4  
    S6uBk"V!  
    *(J<~:V?  
    VirtualLab Fusion技术 IZGty=Q_  
    {^F_b% a4z  
    tQ"PCm  
    Q6E80>  
     
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