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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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    光币
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    光券
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2022-09-06
    ~+ _|J"\  
    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。 eYSVAj  
    lM0`yh  
    qU!xh )  
    +%Y`>1I^#  
    设计任务 ~\4`tc  
    4n1-@qTPF~  
    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 gN"Abc  
    H#P)n R M  
    M@)^*=0H  
    C8^=7H EB  
    光栅级次分析模块设置 i qLNX)  
                           ]*fiLYe9  
    #s"|8#  
    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 ,UOAGu<_gb  
    ?r< F/$/  
    gie.K1@|  
    aX`@WXK  
    H~fX >6>  
    1. 通过应用设计带中的结构设计,所得到的传输函数可以转换为结构轮廓。2. 对于此转换,使用了薄元近似(TEA)。因此,所得到的结构与初始相位函数成正比。 fK-tvP0}*  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。4. 要在不同的模拟场景中使用这种结构,需要从组件内部获取实际的采样表面或指定的堆栈。 LojEJ  
    ~lg1S  
    W=Y?_Oz  
    衍射分束器表面 pS [nKcyj  
    "0BuQ{CQ  
    i,k.#Vx[m  
    cSMiNR  
        为了进一步评估,使用了通用光栅光学设置,其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪,以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 Y@&1[Z  
    ]U9f4ODt  
    vsFRWpq  
    '3n?1x  
    (t^&L  
    f[S$ Gu4-  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) fDq`.ZW)s  
    4 VPJv>^  
    j?eWh#[K"  
    CuS"Wj  
     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。 hu=b ,  
     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,。 .tFMa:   
     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。 ]t4 9Efw  
    u<}PcI.  
    zYL</!6a[  
    RA5*QW  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 I $5*Puy#  
    ?/EyfTex  
    6Vq]AQx  
        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。 $ U~3$*R  
    O(P ,!  
    ^N{Lau  
            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 =%wwepz6  
    x+mf QcSD&  
    R78=im7  
                设计与评估结果            相位功能设计 oM')NIW@  
                结构设计TEA评价 |G!PG6%1  
    FMM评估            高度标度(公差) {{3n">s}:  
    rXortK#\%  
    通用设置 83^|a5  
    l}#z#L2,`  
    Y~R['u,  
            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。 n\U3f M>N  
            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。 &HS6}  
    YLEk M  
    纯相位传输设计 :yLSLN  
    z } L3//  
    uTSTBI4t  
    C>1fL6ct  
    结构设计 |fQl0hL  
    q;XO1Se  
    +`@)87O  
    c(]NpH in  
    O{B[iy(C  
            更深的分析 |~6X: M61  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 hH=H/L_Z  
    •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。 m/2LwN  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 >9h@Dj[|!  
    U ?%1:-#F  
    Pk9 4O  
    6" s}<  
    使用TEA进行性能评估 E0g` xf 6c  
    ~Sr`Tlp  
    A;pVi;7  
    'CTvKW  
    使用FMM进行性能评估 4bT21J37  
    m' LRP:9v  
    LuLnmnmB  
    %*>ee[^L ,  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 `ViFY   
    GMY"*J<E  
    8T}Ycm5}  
    L_3undy,  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 r306`)kX  
    c<'Pt4LY  
    z[7j`J|Kk  
    F]#rH   
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 **zh>Y}6  
    ?5%0zMC  
     
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