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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
    A9 *P7  
    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。 p{@jM  
    [ TX1\*W  
    M `O=rH }  
    p!oO}gE  
    设计任务 YR'dl_  
    o#Gf7.E8  
    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 \wZ 4enm  
    \wjT|z1+Y  
    :)9CG!2y<M  
    SEKR`2Zz,  
    光栅级次分析模块设置 XE#a#  
                           As{Q9o5j/  
    Ez1-Nx  
    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 wI5(`_l{G  
    'hGUsi  
    j.]ln}b/'+  
    #]rfKHW9  
    XWq`MwC9  
    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。 R|m!*B~  
    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。 dDg[ry  
    YD9|2S!G  
    *P01 yW0  
    衍射分束器表面 "g5<jp  
    2%?Kc]JY9  
    9kzJ5}  
    ?]%ZJd  
        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。 WJlJD*3  
    u+;iR/  
    W-RqooEv  
    +@^FUt=tq  
    9oj#5Hq  
    N,bH@Q.Ci  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) >6KwZr BB  
    u?4d<%5R!  
    qV#,]mX  
    SgWLs%B  
     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。 ,Mr_F^|  
     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,。 Z!+n/ D-1  
     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。 ,.HS )<B  
    3,"G!0 y.  
    s?JOGu  
    8kf5u#,'  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 }~v&  
    :IX_|8e ^  
    dDbH+kqO  
        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。 'F%h]4|1  
    HGao}@'  
    3dx.%~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 n v ?u  
    "]bOpk T  
    YJ !jdE}  
                设计与评估结果            相位功能设计 $ghlrV;:ct  
                结构设计TEA评价 (kVxa8 0  
    FMM评估            高度标度(公差) vkLKzsN' ]  
    V 7oE\cxr  
    通用设置 >l b9j>  
    sis1Dh9:  
    *`40B6dEr  
            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。 Obx!>mI^6  
            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。 )b~+\xL5J  
    2c'<rkA  
    纯相位传输设计 '};mBW4z  
    ro+8d  
    |&MO us#v  
    {wl7&25  
    结构设计 'Yaq; mDY  
    YIs_.CTi  
    L@S1C=-/  
    bt"5.nm  
    19:1n]*X<  
            更深的分析 _n0NE0  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 j|>^wB  
    •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。  e**5_L  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 ;*{Ls#  
    OD~yIV  
    9aYVbq""  
    QBCEDv&j  
    使用TEA进行性能评估 3U! l8N2  
    5,BvT>zFY  
    YB_fy8Tfx  
    O<J<)_W)  
    使用FMM进行性能评估 5S ) N&%  
    RS|*3 $1  
    pI1g<pe  
    ~wu\j][2  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 y:Agmr,S  
    },;Z<(  
    gX`C76P!  
    e35")z~  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 braI MIQ`  
    bduHYs+rq  
    SB:z[kfz|  
    w3;T]R*  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 |9[)-C~N7  
    }%c0EY'  
     
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