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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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    光券
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 03-10
    摘要 44FK%TmtF  
    I2kqA5>)j  
    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。 E9pKR+P  
    KK4>8zGR  
    (q`Jef  
    ~r;da9  
    设计任务 {dvrj<?  
    SjD,  
    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 !Sr^4R+Z  
    )bRe"jxn7  
    W"Hjn/xSS  
    {`QF(WL  
    光栅级次分析模块设置 hnZI{2XzBE  
                           !iUdej^tx  
    7iu?Q  
    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 zrk/}b0j  
    hh}%Z=  
    /]%,C   
    VaC#9Tp2X  
    ZiM#g1;  
    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。 & tQHxiDX  
    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。 ;5^ grr@,4  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 `%;n HQ"  
    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。 nP?=uGqCBq  
    7Z5,(dH>  
    WI9'$hB\  
    衍射分束器表面 9\3%5B7  
    YM{Q)115  
    zf $&+E-  
    h95C4jBE  
    为了进一步评估,使用了通用光栅光学设置,其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪,以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 B[ae<V0 k  
    !jY/}M~F1  
    "L@qjSs8  
    ,{ CgOz+Ul  
    (Tp+43v  
    D *W+0  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) T~8` {^  
    W~p^AHco`  
    wOE_2k  
    6yk  
     一般光栅组件提供了薄元近似(TEA)和傅里叶模态方法(FMM)作为解决模型给定的光栅。 S<Q8kW:  
     薄元近似通常产生更快的结果,当结构小于波长的5倍,可能有精度问题,。 j>gO]*BX~  
     傅里叶模态方法允许一个严格的模拟,但需要更高的数值计算。 =bs4*[zq  
    rMxst  
    K4SR`Q  
    B) &BqZ&  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 qM3^)U2  
    U#G uB&V  
    I@cKiB  
    光栅级次分析仪提供了所有衍射阶的效率的概述,作为许多可能的输出。 DamLkkoA  
    OzBo *X/p  
    a1ZGMQq!  
    使用可编程光栅分析仪,用户可以指定应计算的值。例如:总效率、均匀性误差、0阶效率 1pXAPTV  
    95(c{ l/  
    [ /*$?PXt  
    设计与评估结果 m hJ>5z  
    相位功能设计 (HLy;^#R  
    结构设计 +f\tqucI3  
    TEA评价 pTUsdao^,  
    FMM评估 9Q=g]int u  
    高度标度(公差)
    GW'=/ z7  
    Q !5Tw  
    通用设置 6_;3   
    H:U1#bQQ:  
    R8EDJ2u#  
    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。 H;*:XLPF  
    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。
    X X{:$f+  
    L3Ry#uw  
    T7m rOp  
    纯相位传输设计
    )ty *_@N0  
    ;Iw'TF   
    *[ Wh9 ,H  
    ~J)4(411  
    结构设计 ( NjX?^  
    yN{Ybp  
    <S $Z  
    'Twi @I  
    8(KsU,%d  
    更深的分析 ~/3cQN^  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 g%j z,|  
    •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。 po=*%Zs*T  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 dyWWgC%A  
    -2> L*"^  
    p: sn>Y  
    b_V)]>v+  
    使用TEA进行性能评估 Iay7Fkv  
    LU?#{dZ  
    =6  
    zF)_t S  
    使用FMM进行性能评估 A6iyJFm D  
    \nkqp   
    Vz 5:73  
    54uTu2  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 "T}J|28Z  
    lBQ|=  
    b4%IyJr  
    2#/ KS^  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 "%f>/k;!h.  
    < ]wN/B-8J  
    A*E4hop[  
    7{<F6F^P  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 )QBsyN<x6  
    cR@z^  
    9D<^)ShY  
    F,:F9r?l,H  
    VirtualLab Fusion技术 G>:l(PW:  
    SI;G|uO;/  
    &-cI|  
     
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