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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
    7V=MRf&xQ  
    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。 `.>k)=F&  
    ("?&p3];b  
    |0L=8~M(j  
    |}M0,AS  
    设计任务 jJUGZVM6)  
    wHt J_Y  
    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 GOf`Z'\xt  
    o9ctJf=qn  
    oQ%\[s$  
    ;+i'0$;*w  
    光栅级次分析模块设置 "]T$\PJun  
                           JY2/YDJ  
    BIV<ti$.  
    使用常规的分束器会话2编辑器,VirtualLabFusion提供了一个指导工具,允许用户一步一步地指定所有影响分束器设计的参数 ~!ZmF(:  
    q]eFd6  
    fVDDYo2\  
    (T|TEt  
    2~!R*i  
    1. 通过应用设计带中的结构设计,所得到的传输函数可以转换为结构轮廓。2. 对于此转换,使用了薄元近似(TEA)。因此,所得到的结构与初始相位函数成正比。 +}^|dkc  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。4. 要在不同的模拟场景中使用这种结构,需要从组件内部获取实际的采样表面或指定的堆栈。 4mN].X[,  
    h(@R]GUX  
    ?< cM^$lI>  
    衍射分束器表面 KdT[*-  
    ]cm6 |`pz  
    V#0 dGP-Z  
    <vB<`   
        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。 `KpFH.k.K  
    UvxSMD:A  
    >ZT& `E  
    9 Uha2o  
    XXW]0{k:y  
    c,y|c`T 2  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) oW 1"%i%  
    weAn&h|  
    =)I"wR"v$  
    Kt W6AZJ  
     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。 MpO RGd  
     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,。 1 -ZJT  
     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。 i:o}!RZ>  
    Al7<s  
    $. %L  
    Ia629gi5s  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 d^F|lc ]8  
    )K~w'TUr  
    HH)"]E5  
        光栅级次分析仪提供了所有衍射阶的效率的概述,作为许多可能的输出。 g(aZT#ii=  
    [X,A'Q  
    QyPg |#T2>  
            使用可编程光栅分析仪,用户可以指定应计算的值。例如:总效率、均匀性误差、0阶效率 VeZey)Q  
    R?cUy8?'S  
    kdp% !S%2  
                设计与评估结果            相位功能设计 pDu{e>S|:  
                结构设计TEA评价 L#D9@V'z  
    FMM评估            高度标度(公差) s%~L4Wmcq  
    Q48+O?&  
    通用设置 lT.zNhz:d9  
    &lAQ &  
    UVB/vqGg  
            提供多次运行文档,允许用户执行任意数量的设计,并提供根据特定标准筛选结果的选项。 ,c>N}*6h=W  
            通过这种方法获得了以下三个结果:我们将对其进行进一步评估。 4j> fI)FUW  
    )kYOHS  
    纯相位传输设计 3{"byfO#%  
    ! ja[ 4.  
    >$\Bu]{1  
    ncv7t|ZN  
    结构设计 ;7Y[c}V1^  
    W>B^S  
    <I; 5wv  
    oid[syPB  
    @F>F#-2  
            更深的分析 Wta]BX  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 7J UbVa%  
    •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。 mO P4z'  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 hq#kvvi{f  
    9R p2W  
    I&Jt> O4  
    n`(~O O  
    使用TEA进行性能评估 <},1Ncl  
    H}Ucrv:  
    ?  -3\  
    q$[n`w-  
    使用FMM进行性能评估 ["y6b*;x  
    5 L/x-i  
    6;o3sf@Tf  
    hN   
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 !aPD}xCH#  
    DP 9LO_{  
    S]^`woD  
    ~6`iY@)  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 $ rUSKm#  
    ]f8L:=c  
    E{4 e<%Y,  
    VO=!8Yx[  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 b9~A-Z  
    X32C}4-B  
     
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