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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 V.wqZ {G  
    a<]B B$~  
    直接设计非近轴衍射分束器仍然是一个挑战。由于衍射角相当大,元件的特征尺寸与工作波长在相同的数量级上。因此,设计过程超出了近轴建模方法。因此,在这个例子中,迭代傅里叶变换算法(IFTA)和薄元素近似(TEA)用于衍射元素的初始设计结构,和傅里叶模态方法(FMM)随后应用于严格的性能评估。 0ZQ'_g|%  
    *%KKNT'*  
    +l=r#JF  
    bI|2@H V2  
    设计任务 YJ(*wByM  
    #97h6m?  
    使用近轴近似的衍射1:7×7分束器的初步设计通过严格分析,进一步优化零阶均匀性和影响 u4Em%:Xj  
    :_M;E"9R  
    B c2p(z4  
    _HhbIU  
    光栅级次分析模块设置 Nan[<  
                           M:5b4$Qh<  
    }MUn/ [x  
    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 +**!@uY  
    BC'llD  
    OT&k.!=  
    wj[$9UJb  
    Rb3V^;i  
    1. 通过应用设计带中的结构设计,所得到的传输函数可以转换为结构轮廓。 ExRe:^yU\  
    2. 对于此转换,使用了薄元近似(TEA)。因此,所得到的结构与初始相位函数成正比。 k%^lF?_0I  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 A=Ss6 -Je  
    4. 要在不同的模拟场景中使用这种结构,需要从组件内部获取实际的采样表面或指定的堆栈。 )& u5IA(  
    r1fGJv1!o  
    S;]*)i,v  
    衍射分束器表面 Hr$QLtr  
    /rSH"$  
    [V:\\$  
    LY-2sa#B$-  
    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。 ^wS5>lf7p  
    "--t e  
    /> 4"~q)  
    0@AAulRl  
    "W(Q%1!Wi  
    0T46sm r  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) kY'T{Sm1^  
    I[n ^{8gz  
    ES40?o*]x  
    ;t+ub8  
     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。 [|l?2j\  
     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,。 m>SErxU(z  
     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。 |.wEm;Bz  
    B2ec@]uD`  
    Ag@;  
    9Vf1Xz  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 xC tmXo  
    ;V<fB/S.=+  
    ":_vK}5  
    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。 _/O25% l  
    W2.qhY5  
    /@|/^vld  
    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 a+Ac[>  
    S%`0'lzzj  
    (64yg  
    设计与评估结果 p ]d] QMu  
    相位功能设计 'e6WDC1Am(  
    结构设计 +a*tO@HG  
    TEA评价 <qGu7y"  
    FMM评估 $1v&azM.  
    高度标度(公差)
    R+CM`4CD  
    3$X'Y]5a  
    通用设置 -{ZWo:,r~q  
    B7!3-1<k>  
    \<g*8?yFs  
    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。 a1@Y3M Q;i  
    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*/S*!vx\  
    xt*u4%  
    x7$}8LZ"B  
    纯相位传输设计
    =%/)m:f!^  
    p|]\P%,\  
    ]9 @F~)  
     f& CBU  
    结构设计 o]opdw  
    gg8Uo G  
    $*?,#ta  
    KY~- ;0x  
    rOVVL%@QqJ  
    更深的分析 `*shF9.\C  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 ukUGvK  
    •可以利用这一点来纠正零阶不期望的效率,从而改善均匀性。 @mfEKU!  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 /gG"v5]  
    JeE ;V![  
    yNTK .  
    [W7CXZDd  
    使用TEA进行性能评估 GN2Sn` ;  
    G nG>7f[v  
    gN"7be&J  
    T~='5iy|  
    使用FMM进行性能评估 a0#J9O_  
    GmP@;[H"  
    c??mL4$'N  
    ( U xW;  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 Pjc Tx +  
    RVQh2'w  
    .Fp4: e  
    r% +V8o  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 {Ja!~N;3  
    - RU=z!{  
    ;-qO'V:;  
    $\U 4hHOo  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 ~5oPpTAe  
    IqoR7ajA  
    Sb82}$sO  
    ?)ONf#4Y  
    VirtualLab Fusion技术 AQwdw>I-FX  
    +csi[c)3E  
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