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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: 2022-09-06
    z m%\L/BF  
    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。 5s9~rm  
    bB["Qd}Q  
    ]n_A~Y r  
    n1|%xQBU@  
    设计任务 Et (prmH  
    P!/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 qA42f83  
    {iRNnh   
    * gnL0\*  
    B5hGzplS  
    光栅级次分析模块设置 *SZ<ori  
                           6{6tg>|L)  
    4{_5z7ody  
    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 7pNh|#Uv'  
    ur|2FS7  
    #"|Ey6&  
    _1 a2Z\  
    }z[se)s  
    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。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。 NZ#z{JI =+  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。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。 :c>,=FUT  
    vzU%5,  
    sYL+;(#t  
    衍射分束器表面 Tr8+E;;  
    7?4>'  
    2WoB;=  
    8{RiaF8  
        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。 udB}`<Q  
    n~h%K7 c  
    )`)cB)s  
    XxGm,A+>Ty  
    Pz?O_@Ln  
    lyyi?/W%  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) Je/R'QP^8  
    A[o Ri}=  
    <D__17W:;  
    B\6\QQ;rUo  
     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。 b(yY.L=K  
     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,。 QxK%ZaFZA  
     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。 T|u)5ww%  
    r`=d4dK-  
    ms?h/*E<H  
    rO C~U85  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 5b&'gd^d  
    TCVJ[LbJ  
    \oi=fu=}*  
        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。 yk=H@`~!  
    ;y"DEFs,u  
    iZ{D_uxq  
            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 )Z62xK2  
    :G!Kaa,r  
    }} IvZG&  
                设计与评估结果            相位功能设计 P6MT[  
                结构设计TEA评价 wm}i+ApK  
    FMM评估            高度标度(公差) xd* kNY  
    @A:Xct  
    通用设置 <+6)E@Y  
    rIXAn4,dTv  
    WPPmh~:  
            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。 Eq|_> f@@8  
            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。 |')Z;  
    zEu*q7  
    纯相位传输设计 E]68IuP@'  
    ?g!)[p`v  
    qp7>_B  
    W<~(ieu:K~  
    结构设计 /V,:gLpQ  
    y'(;!5w  
    )#1@@\< ^T  
    lOVsp#  
    Gv<K#@9T  
            更深的分析 .6r&<*  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 (`T:b1  
    •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。 C,Ch6Ph  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 V97Eb>@  
    !dZC-U~  
    !fZxK CsQ  
    =l {>-`:  
    使用TEA进行性能评估 t/HE@xPxI5  
    'peFT[1> (  
    8}4V$b`Z  
    aaLT%  
    使用FMM进行性能评估 3^8%/5$v  
    Pj^6.f+  
    qPWYY  
    @;pTQ 5 I  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 g,\<fY+ 4  
    ?L'ijzP  
    uA,K}sNRZ  
    [$B  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 d]CRvzW  
    PX+$Us  
    p=T]%k*^h#  
    - v`;^X  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 B+,Z 3*  
    ;|66AIwDe  
     
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