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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
    C\3rJy(VJ  
    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。 'T;P;:!\  
    VOsR An/N  
    Wx%H%FeK  
    ,Q$ q=E;X  
    设计任务 ;vR4XHl|  
    `6(S^P  
    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 "m$##X\  
    JPI3[.o  
    Jl8H|<g~/  
    Xh"n]TK  
    光栅级次分析模块设置 Pl06:g2I  
                           8}x:`vDK  
    e`_LEv  
    使用常规的分束器会话2编辑器,VirtualLabFusion提供了一个指导工具,允许用户一步一步地指定所有影响分束器设计的参数 |-67 \p]  
    #powub  
    A0s ZOCky  
    wo{gG?B  
    mfn,Gjt3O  
    1. 通过应用设计带中的结构设计,所得到的传输函数可以转换为结构轮廓。2. 对于此转换,使用了薄元近似(TEA)。因此,所得到的结构与初始相位函数成正比。 ^$jb7HMObI  
    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。 \~mT] '5  
    2DDtu[}  
    T@B/xAq5!  
    衍射分束器表面 OX0%C.K)hZ  
    vzAaxk%  
    oG?Xk%7&\  
    &vMb_;~B  
        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。 |$Sedzj'  
    !;v|'I  
    hp X9[3  
    ^ig' bw+WS  
    `UyG_;  
    `:KY\  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) Tn e4  
    1<@W6@]  
    ;?i W%:_,  
    20h, ^  
     一般光栅组件提供了薄元近似(TEA)和傅里叶模态方法(FMM)作为解决模型给定的光栅。 AM\'RHL  
     薄元近似通常产生更快的结果,当结构小于波长的5倍,可能有精度问题,。 BoWg0*5xb  
     傅里叶模态方法允许一个严格的模拟,但需要更高的数值计算。 -zgI_u9=EB  
    ,/I.t DH  
    z'n:@E  
    I-*S&SiXjI  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 %p=M;  
    pofie$  
    n5NsmVW\x  
        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。 xGg )Y#  
    {rw|#Z>A  
    j{A y\n(  
            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 `iNSr?N.  
    I"<\<^B<  
    _C?hHWSf"  
                设计与评估结果            相位功能设计 @o _}g !9=  
                结构设计TEA评价 "?xHlYj@+  
    FMM评估            高度标度(公差) m}t`FsB.  
    v>)"HL"XG  
    通用设置 PiIpnoM  
    HCs?iJ  
    Jhhb7uU+  
            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。 )9`qG:b'  
            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。 \&3+D8H>n  
    5x4yyb'  
    纯相位传输设计 ,/F~ Y&1I  
    .j0$J\:i  
    0@iY:aF  
    [D4SW#  
    结构设计 <uw9DU7G  
    x*U)Y  
    *fS"ym@  
    K`zdc`/  
    )yZ^[uJ}3C  
            更深的分析 ;))+>%SGCt  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 h2]P]@nW;W  
    •可以利用这一点来纠正零阶不期望的效率,从而改善均匀性。 u?(d gJ  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 ~Otoqu|  
    :>f )g  
    )lqAD+9Q  
    G@X% +$I  
    使用TEA进行性能评估 `0gyr(fES  
    E]n&=\  
    Hd ={CFip  
    s$`0yGmQ  
    使用FMM进行性能评估 u^I|T.w<r6  
    ZG8DIV\D7  
    =K[yT:  
    EUX\^c]n  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 )g%d:xI  
    Flm%T-Dl  
    2-v%`fA  
    |3"KK  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 %pL''R9VF  
    Q\7h`d%)  
    qt"m  
    0pd'93C  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 "JV_2K_i  
    j>"@,B g*  
     
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