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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
    8:BQHYeJK  
    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。 lP-kZA!  
    G0^V!0I&O  
    CJtr0M<U+  
    Y# .6d  
    设计任务 5!2J;.&  
    MH2OqiCI  
    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 " Tw0a!  
    </2,2AV4q*  
    939]8BERt  
    qL u8!|QT  
    光栅级次分析模块设置 23,%=U  
                           'XG:1Bpm  
    wZ}n3R,   
    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 X~`.}  
    cG<Q`(5~  
    20S9/9ll  
    MJpP!a^Q  
    v_[)FN"]Y.  
    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。 @)S sKk|  
    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。 I>(;bNgN E  
    Jq=X!mT d.  
    (bM)Nd  
    衍射分束器表面 Q;d+]xj  
    U`HXsq p}  
    ,7WK<0  
    pXGK:ceFu  
        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>^eMWywo  
    ^M[-K`c}  
    {-:4O\/  
    JuKk"tr~RB  
    :9v*,*@x  
    MxFt;GgE8  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) g>d7%FFn}  
    <yPq;#z(!  
    &/z+A{Hi  
    g]oc(RM  
     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。 /gMa"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,。 .rD#1)O  
     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。 W o<PmSt9i  
    H-nFsJ(R!c  
    `!5tH?bX  
    %N?W]vbra  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 d&$.jk8 2  
    jpPdjQ  
    E.En$'BvB  
        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。 ZQgxrZx3  
    @ U7#, G  
    zz+M1n-;o  
            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 cQUH%7m  
    fF9;lWt  
    $; KQY7  
                设计与评估结果            相位功能设计 ?[NTw./'7A  
                结构设计TEA评价 )U"D4j*p  
    FMM评估            高度标度(公差) YFC0KU  
    5Xq.=/eX  
    通用设置 71}L# nQ  
    \]~kyy  
    3.GdKP.%  
            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。 gz)wUQ|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。 -E,{r[Sp  
    DLg`Q0`M5  
    纯相位传输设计 zO7lsx2 =  
    P_^ |KEz  
    2:6Y83  
    *1 J#Mdd  
    结构设计 6@ (k8<3  
    ,/[dmoe  
    Pv/%s) &y&  
    )U/@J+{{  
    b@Mng6R  
            更深的分析 GakmROZ@9  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 eaZ)1od  
    •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。 56j/w[&8  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 fs)q7 7g  
    Fc{6*wtO  
    b 'Nvx9=W  
    zei9,^ C  
    使用TEA进行性能评估 PL$(/Z  
    GmEJ,%A  
    L2V $%*6  
    ^r?sgJ  
    使用FMM进行性能评估 h#6 jUQ  
    d9Ow 2KrC  
    V]CK'   
    ZF11v(n  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 EL)/5-=S  
    "YdDaj</  
    | xErA  
    R y*I~<m  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 Ws}kb@5  
    "n2xn%t{  
    VdN+~+A:  
    l7r N  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 N6m*xxI{  
    'zD;:wT  
     
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