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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
    4(82dmKO  
    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。 &/9oi_r%r  
    P{18crC[1  
    /5Loj&!=  
    <.ky1aex7  
    设计任务 *q{UipZbx  
    (rn x56I$  
    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 x3 |'jmg  
    ub5hX{uT  
    '9@R=#nd  
    !`lqWO_/ :  
    光栅级次分析模块设置 =L%3q<]p  
                           #cS,5(BM  
    9 NQq=@  
    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 wjOAgOC  
    n bk(F D6  
    #1@~w}Dh  
    /&7Yi_]r  
    g/p }r.  
    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。 ~py0Vx,F  
    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。 %<yM=1~>  
    ,np`:fBMy  
    0h4}RmS  
    衍射分束器表面 +;;%Atgn  
    ~b0qrjF;O  
    S8m&Rj3O&  
    o[hP&9>q  
        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。 zD<9A6AB  
    Q%Q?q)x  
    uFZB8+  
    u V7Hsg9l  
    ~e9INZe-j  
    mcr#Ze  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) 7G/|e24  
    F*VMS  
    X388Gs;e  
    4&hqeY3  
     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。 ^]&{"!  
     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,。 [[h)4H{T  
     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。 -i5g 8t'  
    u 7Y< ~  
    jSp&mD*xv  
    Gc z@ze  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 MmH_gR  
    K/v-P <g  
    t<,p-TM]  
        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。 O&iYGREO  
    %C0O?q  
    b.q"s6u  
            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 h\*rv5\M  
    ,9wenr  
    h!av)nhM  
                设计与评估结果            相位功能设计 '8kjTf#g<l  
                结构设计TEA评价 %yM' Z[-  
    FMM评估            高度标度(公差) ^@L l(?  
    1[g!^5W  
    通用设置 umZ g}|C_  
    /3 Ix,7  
     Cmx2/N  
            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。 XW_xNkpL5c  
            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。 Bi :wP/>v  
    k5QD5/Ej  
    纯相位传输设计 0gD59N'C  
    wU)5Evp[  
    &9w%n  
    L_1_y, 0N  
    结构设计 Po11EZa$a  
    |4> r"  
    3J~kiy.nfW  
    m2q;^o:J  
    *r,&@UB  
            更深的分析 *R\/#Y|  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 C1B3VG  
    •可以利用这一点来纠正零阶不期望的效率,从而改善均匀性。 gq_7_Y/  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 QC5f:BwM  
    %^?3s5PXD  
    f@Rpb}zg+C  
    7M#$: Fdb  
    使用TEA进行性能评估 +bc#GzVF  
    xCp+<|1   
    z5&%T}$tJ  
    nR@,ouB-$  
    使用FMM进行性能评估 u~- fK'/!|  
    ^Ii  \vk  
    h3]@M$Y[  
    a;'E}b{`F  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 CpRu*w{  
    xe gL!  
    M`+e'vdw  
    B?lBO V4v4  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 7hF,gl5  
    H")N_BB  
    Fwx~ ~"I  
    2VV[*QI  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 HEB/\  
    (\mulj  
     
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