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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: 2022-09-06
    iETUBZ  
    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。 4}k@p>5v'  
    `GW&*[.7  
    ^<-)rzTI  
    Ez"*',(  
    设计任务 0ju-l= w  
    n6.Z{Q'b  
    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 jf`w8*R  
    '*65j  
    cTzR<Yr  
    fM7B<eB  
    光栅级次分析模块设置 _z8"r&  
                           RXg\A!5GV  
    m_CW Vw  
    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 ib#rT{e  
    H#D:'B j29  
    +_$s9`@]6  
    VevG 64o  
    yj#FO'UY  
    1. 通过应用设计带中的结构设计,所得到的传输函数可以转换为结构轮廓。2. 对于此转换,使用了薄元近似(TEA)。因此,所得到的结构与初始相位函数成正比。 \8!CKnfs  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。4. 要在不同的模拟场景中使用这种结构,需要从组件内部获取实际的采样表面或指定的堆栈。 o$l8"Uv  
    DbLo{mFEIj  
    dor1(@no|  
    衍射分束器表面 j5" L  
    M!5=3>Z  
    #b;k+<n[X  
    utuWFAGn A  
        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。 O/FI>RT\H  
    )^ZC'[93  
    Md@x2Ja  
    l0`bseN <  
    m(MQ  
    !reOYt|  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) }T(=tfv@  
    I&#:/|{:5  
    YVa,?&i=N  
    )mf|3/o  
     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。 \%Y`>x.  
     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,。 ?%$O7_ThvA  
     傅里叶模态方法允许一个严格的模拟,但需要更高的数值计算。 }|2A6^FH.  
    Qs za,09  
    21tv(x  
    2( 0%{*m  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 9xz@2b@  
    ^pd7nr~Y  
    X,aRL6>r  
        光栅级次分析仪提供了所有衍射阶的效率的概述,作为许多可能的输出。 gBh X=2%  
    yP# Y:s  
    )Jk$j  
            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 ;lb  
    Qt {){uE  
    YR0AI l:L  
                设计与评估结果            相位功能设计 2^ ]^Yc  
                结构设计TEA评价 Z\`SDC  
    FMM评估            高度标度(公差) SO *oBA'  
    T=u"y;&L  
    通用设置 ?xH{7)dO  
    4V4S5V  
    yOQae m^O  
            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。 rf|Nu3AJ  
            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。 ^gx~{9`RR  
    {+_p?8X  
    纯相位传输设计 ^ '|y^t  
    ]58~b%s  
    Vf~-v$YI  
    " Zhh>cz  
    结构设计 ?M&@# lbG  
    ],0I`!\  
    68h1Wjg:"!  
    fXWE4^jU  
    n.8870.BW  
            更深的分析 qx1Js3%  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 5j.@)XXe  
    •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。 UakVmVN/P  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 syg{qtBz^  
    }"WovU{*s  
    beikzuC  
    Z]Ud x  
    使用TEA进行性能评估 )e'F[  
    B*O/>=_  
    +g7]ga  
    TA/hj>rV  
    使用FMM进行性能评估 H $Az,-P  
    *5oQZ".vA*  
    e#k rr  
    2HBey  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 >Tl/3{V  
    xS%&l)dT  
    P.q7rk<  
    GqsV 6kH  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 8g)$%Fy+N  
    d2i ?FT>  
    @0PWbs$  
    6?%$e$s  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 k6z ]-XG  
    ~= c 5q  
     
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