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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: 05-25
    摘要 DA`sm  
    vN:[  
    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。 ^G&D4uZ  
    ROS"VV<  
    ]fo^43rn{  
    Y>Hl0$:=  
    设计任务 n~u3  
    H~ n~5 sF"  
    使用近轴近似的衍射1:7×7分束器的初步设计通过严格分析,进一步优化零阶均匀性和影响 d`uO7jlm  
    y[6&46r7D  
    ([b!$o<v  
    |qcFmy  
    光栅级次分析模块设置 ]^jdO##M  
                           NjN?RB/5  
    8`2<g0V2  
    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 qlITQKGG  
    6h6?BQSE  
    rw[{@|)'z  
    U!?gdX  
    OP`Jc$| 6  
    1. 通过应用设计带中的结构设计,所得到的传输函数可以转换为结构轮廓。 s%[GQQ-N  
    2. 对于此转换,使用了薄元近似(TEA)。因此,所得到的结构与初始相位函数成正比。 exO#>th1  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 [Cj)@OC  
    4. 要在不同的模拟场景中使用这种结构,需要从组件内部获取实际的采样表面或指定的堆栈。 R{uJczu  
    in #]3QGV  
    uk[< 6oxz  
    衍射分束器表面 2 ?- 07g  
    <o!&Kk9  
    ``|RO[+2  
    {{ *]bGko  
    为了进一步评估,使用了通用光栅光学设置,其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪,以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 !Nl.Vb  
    HXfXb ^~  
    n<<=sj$\!  
    I+"?,Ej$K  
    pq[X)]z|  
    %aH$Tb%`hc  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) g(1B W#$  
    Va@6=U7c  
    ur<eew@8@i  
    7e c0Xh1  
     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。 =vr Y{5!>  
     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,。 o9Txo (tYU  
     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。 9#&W!f*qO|  
    /X^3=-{8  
    +an^e'  
    :Wg-@d  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 ?QMclzh*-  
    E {KS a  
    g+}s:9  
    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。 r%F(?gKXkd  
    n{^<&GWox  
    |O(-CDQe  
    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}MZ-/z=o~  
    b H"}w$!>r  
    i}`_H^  
    设计与评估结果 dv'E:R(a  
    相位功能设计 s[3![ "^Y  
    结构设计 J1tzHa6  
    TEA评价 m0|Ae@g~3  
    FMM评估 >v1 y0zx  
    高度标度(公差)
    #7]o6  
    Jh$"fr3  
    通用设置 Any Zi'  
    Dd0Qp-:2  
    CZJHE>  
    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。 T9z4W]T  
    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。
    .]j#y9>&w%  
    -@ZzG uS(  
    Ht|",1yr+  
    纯相位传输设计
    j|[(*i%7|  
    $5lW)q A  
    /v"6BU  
    xd^&_P$=  
    结构设计 ]*2EK9<  
    [jl2\3*  
    MSZ!W(7,<  
    gX@nPZjg  
    u0XP(d H  
    更深的分析 Ecxj9h,S  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 +{xMIl_  
    •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。 R}DX(T,K  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 dD/t_ {h  
    uxa=KM1H  
    '7xxCj/*  
    %K h2E2Pe  
    使用TEA进行性能评估 7qP4B9S  
    rI0)F  
     VQ`,#`wV  
    >Hi h  
    使用FMM进行性能评估 h?0F-6z  
    5<89Af&&K8  
    $sEB'>:  
    })@tA<+  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 - <J q  
    QXdaMc+Ck  
    CI,lkO|C  
    U;\S(s}  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 Z^s+vi  
    aXe{U}eow  
    X[V?T>jsM  
    k/G7.)C  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 sN m,Fmuz:  
    CN7 k?JO<  
    6|,e%  
    ZA0i)(j*Mn  
    VirtualLab Fusion技术 16I&7=S,  
    }6).|^]\'  
    QhsMd- v  
    On=u#DxQ  
    更多阅读 dM Y 0K  
    Iz#yQ`  
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