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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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    光币
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    光券
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2023-08-09
    摘要 2Eg* Yb 1  
    "4N%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。 t]1j4S"pm  
    Z}_{@|  
    T;D`=p#  
    KfpDPwP@  
    设计任务 yGl (QLk  
    Ezw(J[).C  
    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 (3YqM7cqt  
    GFd~..$  
    K$_Rno"  
    hYRGIpu5  
    光栅级次分析模块设置 -N`j` zb|  
                           BEM_y:#  
    sXm8KV  
    使用常规的分束器会话2编辑器,VirtualLabFusion提供了一个指导工具,允许用户一步一步地指定所有影响分束器设计的参数 3\FPW1$i|[  
    n\k6UD  
    Am3^3>  
    41 sClC"  
    }m NP[L  
    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。 LQ4GQ qS*  
    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。 X;ef&n`U0  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 A[L+w9  
    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。 %jEdgD%xV  
    S^|Uzc  
    5P_%Vp`B2  
    衍射分束器表面 O)C y4[  
    a x1  
    Di{T3~fqU  
    rQT@:$ )  
    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。 "orZje9AC  
    F[/Bp>P7  
    |aef$f5  
    j~!0n[F  
    "'p;Udt/Qm  
    5_";EED  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) wWm 1G)  
    krwY_$q  
    %Y8#I3jVJ  
    ~5$V8yfx h  
     一般光栅组件提供了薄元近似(TEA)和傅里叶模态方法(FMM)作为解决模型给定的光栅。 yv| |:wZC  
     薄元近似通常产生更快的结果,当结构小于波长的5倍,可能有精度问题,。 h,B ]5Of  
     傅里叶模态方法允许一个严格的模拟,但需要更高的数值计算。 Z\8TpwD2  
    J1DX}h]  
    _U)BOE0o  
    m}w~ d /  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 J^[>F{8!n  
    C!xqp   
    hEAt4z0P  
    光栅级次分析仪提供了所有衍射阶的效率的概述,作为许多可能的输出。 _ +Ww1 f  
    9?B}CCE<LR  
    [f["9(:  
    使用可编程光栅分析仪,用户可以指定应计算的值。例如:总效率、均匀性误差、0阶效率 "o&_tB;O  
    NYtp&[s2-  
    @$'k1f(u>  
    设计与评估结果 [FLRrTcE  
    相位功能设计 "l~wzPY)  
    结构设计 , Zs:e.  
    TEA评价 _YzItge*  
    FMM评估 FyYD7E  
    高度标度(公差)
    0-#SvTf>;:  
    oLVy?M%{P  
    通用设置 B0I(/ 7  
    Lf_`8Ux  
    t4)~A5s  
    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。 qPsf`nI7  
    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。
    r@L19d)J  
    pk2OZ,14Mj  
    5D0O.v  
    纯相位传输设计
    ^t4T8ejn  
    P!yE{_%  
    `.Z MwA  
    <i34;`)b  
    结构设计 a$!|)+  
    fR<_4L  
    V&82U w  
    EjLj5Z/q  
    "w ] Bq0  
    更深的分析 +O P8U]~  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 b|| c^f  
    •可以利用这一点来纠正零阶不期望的效率,从而改善均匀性。 'Ba Ba=  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 e"HA.t[A  
    g[<K FVlG  
    [#$:X+lw  
    F9(*MP|  
    使用TEA进行性能评估 W0%cJ8~  
    $ )q?z.U  
    V+My]9ki  
    d*80eB9P  
    使用FMM进行性能评估 9^ITP!~e*  
    "<6X=|C  
    _bB:1l?V  
    M:V'vme)+  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 e]-bB#-A  
    xgV. <^  
    =\ ]5C  
    x*GGO)r  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 v|Y:'5`V  
    kj_ o I5<'  
    _E0XUT!rA  
    ?HT+| !4p  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 5e tbJk  
    Wt=QCutt  
    O ;,BzA-n  
    * S4IMfp  
    VirtualLab Fusion技术 W@<(WI3  
    SSH))zJ  
    6qfL-( G  
    V<&x+?>S  
     
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