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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
    C9FQo7   
    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。 W%cJ#R[o  
    38eeRo  
    k M' :.QT  
    <lwkjt=RV  
    设计任务 Az>gaJ/_  
    qU,u(El  
    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 Wi(Ac8uh  
    u@-x3%W  
    )F) (Hg  
    4>W ov  
    光栅级次分析模块设置 2Fsv_t&*>  
                           [.NG~ cpb  
     ,L}  
    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 :;]iUjiC8  
    =%V(n{7=  
    NJraol  
    i>68gfx  
    K=82fF(-  
    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。 >HY( Ij<  
    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。 G\1\L*+0  
    ("B[P/  
    na1*^S`[  
    衍射分束器表面 G>);8T%l  
    oMV<Yn_<  
    &%Lps_+fJ  
    B#T4m]E/  
        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。 OWRT6R4v  
    CQx#Xp>=s  
    @H^Yf  
    a.yCd/  
    vC9Qe ]f  
    5dE@ePO[/9  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) 'dstAlt?  
    !w8t`Z['  
     ]%L?b-e  
    M3U*'A\  
     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。 ~S,R`wo  
     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,。 j%m9y_rg}  
     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。 :q0TS>l  
    z"n7du}v  
    K*_5M  
    eiV[y^?  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 OJGEX}3'  
    F5|6*K  
    Gb\Nqx(  
        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。 uoM;p'  
    {T^"`%[   
    .W#-Cl&n8  
            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 Az}.Z'LJ  
    '518S"T @  
    a$*)d($  
                设计与评估结果            相位功能设计 q`l%NE  
                结构设计TEA评价 Mbua!m(0  
    FMM评估            高度标度(公差) .I"Qu:``  
    o& GS;{Rs  
    通用设置 ur,!-t(~t  
    vjcG F'-  
    *,:>EcDr  
            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。 LK}Ih@ f  
            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。 IezOal  
    PtUea  
    纯相位传输设计 WPmH4L>T  
    0Y_?r$M  
    wE.CZ% f  
    Vy:I[@6@+  
    结构设计 'Olp2g8=  
    BB?vc( d  
    )]/gu\90  
    h~]G6>D9)>  
    *v}8n95*2  
            更深的分析 mIK-a{?G  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 "B~c/%#PH  
    •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。 ADTx _tE  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 Nq`@ >Ml  
    PgeC\#;9  
    "0Wi-52=V  
    eDh]uKg  
    使用TEA进行性能评估 CWP),]#n  
    EqN<""2  
    9w^lRbn  
    f4JmY1)@  
    使用FMM进行性能评估 B}PT-S1l  
    .l| [e  
    tl 0_Sd  
    ?s=O6D&   
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 cBZK t  
    lEcZ/  
    {`FkiB` i  
    5s=ZA*(sY  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 _2eRH@T  
    k`l={f8C  
    S>-x<'Os  
    VH.m H<  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 !e8OC9 _x  
    {X85  
     
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