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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
    yhkKakg,)  
    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。 7lx" X0w*m  
    ?8w5tfN6t  
    <{+U- ^rzR  
    UX2@eyejQ7  
    设计任务 Z0/$XS9|h;  
    *HsA.W~2W  
    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 y>#_LhTX-  
    ^e]O-,UBk  
    *rgF[ :  
    _l"=#i@L  
    光栅级次分析模块设置 {Rdh4ZKh  
                           VFrp7;z43  
    /-knqv  
    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 4@+']vN4  
    )oALB vX  
    P L7(0b%  
    A<] $[2qPj  
    abAw#XQ8  
    1. 通过应用设计带中的结构设计,所得到的传输函数可以转换为结构轮廓。2. 对于此转换,使用了薄元近似(TEA)。因此,所得到的结构与初始相位函数成正比。 m-qu<4A/U|  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。4. 要在不同的模拟场景中使用这种结构,需要从组件内部获取实际的采样表面或指定的堆栈。 hx*4xF  
    n0LNAhM  
    q;lR|NOh  
    衍射分束器表面 67;6nXG0K  
    &mW7FR'(  
    r#A*{4wz  
    Qgf\"s  
        为了进一步评估,使用了通用光栅光学设置,其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪,以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 K5rra%a-7  
    pw&k0?K#  
    P(s:+  
    A/"<o5(T(P  
    |ZM>UJ  
    ;"2VU"  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) Lu~E5 ,  
    )QW hzY  
    33 S CHQ  
    `M*jrkM]x  
     一般光栅组件提供了薄元近似(TEA)和傅里叶模态方法(FMM)作为解决模型给定的光栅。 `T+w5ONn  
     薄元近似通常产生更快的结果,当结构小于波长的5倍,可能有精度问题,。 jXVvVv  
     傅里叶模态方法允许一个严格的模拟,但需要更高的数值计算。 ]61Si~Z  
    F @<h:VVP  
    2">de/jS  
    OTGy[jY"  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 k+%&dEE|vH  
    bEB2q\|Je  
    J0 dY%pH#  
        光栅级次分析仪提供了所有衍射阶的效率的概述,作为许多可能的输出。 ) "?eug}D  
    H0!$aO  
    C(9"59>{]y  
            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 `dD_"Hdt  
    L }3eZ-  
    D)bL;h  
                设计与评估结果            相位功能设计 7x=4P|(\}  
                结构设计TEA评价 !-N!Bt8;  
    FMM评估            高度标度(公差) L+VQtp &"  
    3A{)C_1a  
    通用设置 dF09_nw  
    ,2 rfN"o  
    :<s`)  
            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。 k$ T  
            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。 _Rb2jq(&0  
    ij|>hQC5i  
    纯相位传输设计 {NQCe0S+p  
    .heU Ir,  
    >_xuXEslUz  
    H] g=( %ok  
    结构设计 SB08-G2  
    ,[T/O\k  
    O_ZYm{T[7  
    r{t6Vv2J  
    zd)QCq  
            更深的分析 K,JK9)T  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 \gkhSL q  
    •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。 6D[]Jf,9  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 <5mv8'{L  
    q*4U2_^.  
    w~'}uh  
    s*_fRf:  
    使用TEA进行性能评估 UPP"-`t  
    Q xA( *1  
    \'<P~I&p  
    !4cY^4>o  
    使用FMM进行性能评估 ]jm:VF]4  
    yci}#,nb  
    ,~&HL7 v  
    7)Vbp--b#  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 Z\Ur F0  
    <xF]ca  
    "oNl!<ep  
    xpO;V}M|  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 +&S6se4  
    [>r0 (x&.  
    uDXV@;6<  
    4bp})>}jB  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 \lm]G7h  
    fqY'Uq$=  
     
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