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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
    N1i%b,:3  
    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。 i"o %Gc  
    j]' 7"b5  
    :NPnwX8w  
    u' +;/8  
    设计任务 $UGX vCR  
    xRM)f93@  
    使用近轴近似的衍射1:7×7分束器的初步设计通过严格分析,进一步优化零阶均匀性和影响 R<n'v.~"A  
    S 7 *LV;  
    U0X? ~ 1  
    m3E`kW |  
    光栅级次分析模块设置 iSg^np  
                           (^).$g5Hg  
    )4BLm  
    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 '6zD`Q  
    ^6(Nu|6\@  
    of k@.TmO  
    &;]KntxB  
    NhYce>  
    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。 .~t.B!rVSB  
    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。 9d_ Zdc  
    MYVgi{  
    H!yqIh  
    衍射分束器表面 $(8CU$gi=  
    gkw/Rd1oG  
    R+y 9JE  
    HX p $\%A)  
        为了进一步评估,使用了通用光栅光学设置,其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪,以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 sw^4h`^'  
    6_wj,7  
    -\V!f6Q  
    osdl dS  
    +<o}@hefY2  
    6./3w&D;  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) 3"HW{=  
    wYAi-gdOi  
    kI|7o>}<   
    'Wz`P#/  
     一般光栅组件提供了薄元近似(TEA)和傅里叶模态方法(FMM)作为解决模型给定的光栅。 _ ^ny(zy(  
     薄元近似通常产生更快的结果,当结构小于波长的5倍,可能有精度问题,。 &<RK=e'*x  
     傅里叶模态方法允许一个严格的模拟,但需要更高的数值计算。 nkAS]sC  
    3BzC'nplm  
    ?6T\uzL +%  
    :[C"}m R1  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 L.tW]43K  
    &;wNJ)Uc  
    C_ 4(- OWq  
        光栅级次分析仪提供了所有衍射阶的效率的概述,作为许多可能的输出。 ]w;!x7bU(  
    P")1_!  
    +l)[A{  
            使用可编程光栅分析仪,用户可以指定应计算的值。例如:总效率、均匀性误差、0阶效率 "vL,c]D  
    _(%;O:i  
    yJn<S@)VT:  
                设计与评估结果            相位功能设计 ^ 9`O ^  
                结构设计TEA评价 wX Kg^%t\  
    FMM评估            高度标度(公差) :'0.  
    si=m5$V  
    通用设置 2{;~Bg d  
    DO{Lj# @  
    O=;}VZ<9  
            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。 SW WeN#Q  
            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。 k(23Zt]  
    =Y`e?\#`  
    纯相位传输设计 fDD^?/^  
    p38RgEf  
    O@-|_N*;K  
    k|D =Q  
    结构设计 /k O <o&  
    p%ZOLoc)Y  
    !l5&>1?  
    RoYwZX~  
    }LTyXo  
            更深的分析 e61e|hoX\  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 6s(.u l  
    •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。 8RaRXnJ  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 ]b'" l  
    C=,O'U(ep  
    'D&[Y)f^  
    q'1 86L87  
    使用TEA进行性能评估 @T@lHc  
    `*-rz<G  
    >1S39n5z.  
    }>$3B5}  
    使用FMM进行性能评估 X-k$6}D  
    'gv ~M_  
    -?vII~a9y  
    +Jw+rjnP  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 ![Ll$L r  
    'Hv=\p4$1  
    N4rDe]JnPR  
    fq4[/%6,O  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 2qpUUo f  
    )PCh;P0C  
    iOXsj  
    v4Mn@e_#c  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 NnTAKd8  
    N.F //n  
     
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