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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
    'J^E|1P  
    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。 1]r+$L3  
    p&=F:-  
    dA<PQKm  
    36D-J)-Z  
    设计任务 Z']D8>d  
    "1rZwFI0l  
    使用近轴近似的衍射1:7×7分束器的初步设计通过严格分析,进一步优化零阶均匀性和影响 zmI?p4,  
    LEMgRI`rf  
    24 S,w>j  
    b'Gn)1NE  
    光栅级次分析模块设置 U$KdY _Z97  
                           J;Az0[qMR  
    rm*Jo|eH`  
    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 6=]%Y  
    h3.wR]ut  
    j;fmmV@  
    e.eQZ5n~q`  
    AF5.gk=  
    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。 iq`y  
    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。 v2 [ l$  
    Fl GKy9k  
    '\dau>  
    衍射分束器表面 *ms?UFV[r  
    Dqu1!f  
    E)%]?/w  
     hM2^[8  
        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。 >lqWni  
    -\@&^e  
    GYot5iLg  
    _Tyj4t0ElV  
    WF<0QH  
    :g/HN9  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) Qh-k[w0  
    CqDMq!  
    -\yaP8V  
    b w5|gmO  
     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。 @)iv'   
     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,。 W&y%fd\&3  
     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。 @AL,@P/9=  
    VF=$'Bl|  
    XiI@Px?FL  
    Vin d\yvM  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 BvpGP  
    r?d601(fa  
    ~DcX}VCm  
        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。 $@q)IK%FDL  
    39?iX'*p  
    }Tn]cL{]C  
            使用可编程光栅分析仪,用户可以指定应计算的值。例如:总效率、均匀性误差、0阶效率 72} MspzUt  
    z7F~;IB*u  
    /kyuL]6  
                设计与评估结果            相位功能设计 %"@KuqV  
                结构设计TEA评价 ciI;U/V  
    FMM评估            高度标度(公差) j2 "j Cv  
    <R}(UK  
    通用设置 v]gJ 7x  
    9}t2OJS*h"  
    v#:#w.]-Y  
            提供多次运行文档,允许用户执行任意数量的设计,并提供根据特定标准筛选结果的选项。 `p9h$d  
            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。 +](^gaDw<L  
    f;#hcRSH  
    纯相位传输设计 ? e%Pvy<i  
    G_=`&i"4  
    :<Y,^V(  
    Fsv%=E{  
    结构设计 UceZW tYa  
    HgE^#qD?  
    9f;\fe  
    f&B&!&gZ  
    +LV~%?W  
            更深的分析 /og2+!  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 LnvC{#TFO  
    •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。 Lllyx20U  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 $Ne$s  
    'x lK_Z  
    1Ah  
    >F6'^9|  
    使用TEA进行性能评估 q( i|  
    Dms 6"x2  
    B|gyr4]  
    >V@-tT"^:  
    使用FMM进行性能评估 Hb=4k)-/]  
    cF3V{b|bU  
    5E?{>1  
    X*1vIs;[@  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 )U e9:e  
    |2AK~t|t  
    5Y)*-JY1g  
    K+TRt"W8&s  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 `Q^G k{9P  
    ]wWN~G)2lV  
    { :'#Ts<  
    _/MHi-]/.  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 `] ;*k2  
    ^tIs57!  
     
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