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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
    T6Ctf#  
    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。 oq$w4D0Z  
    \~#WY5  
    &Jy)U  
    B[F-gq-  
    设计任务 X3wX`V}  
    {U"^UuU]  
    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 __I/F6{ 9V  
    nN aXp*J  
    &:3Z.G  
    C!&y   
    光栅级次分析模块设置 \4{2eU  
                           jQ=~g-y  
    inAAgW#s}  
    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 c*;7yh&%  
    8;8c"'Mn  
    _w(ln9   
    [ohBPQO  
    33K*qaRAD  
    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。 fP[& a9l  
    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。 R^n@.^8s  
    p!zJ;rh)  
    T6M+|"92  
    衍射分束器表面 % /}WUP^H  
    s-*._;  
    p $ouh  
    --fFpM3EvS  
        为了进一步评估,使用了通用光栅光学设置,其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪,以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 1A<,TFg  
    o' 'wCr%  
    ;%!B[+ut"  
     c</1  
    +f NvNbtA  
    > cN~U3  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) *7$P]  
    /i_ @  
    P0Z! ?`e=M  
    /6+NU^  
     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 [F S  
     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,。 M4m$\~zf  
     傅里叶模态方法允许一个严格的模拟,但需要更高的数值计算。 ymN!-x8q>'  
    A],ooiq<  
    LF*&(NC  
    )ev<7g9*q  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 } JiSmi6o  
    JC#>Td  
    p'94SXO_  
        光栅级次分析仪提供了所有衍射阶的效率的概述,作为许多可能的输出。 Ysi  g T  
    a%vrt)Gx  
    en*d/>OVJ  
            使用可编程光栅分析仪,用户可以指定应计算的值。例如:总效率、均匀性误差、0阶效率 E?)656F[  
    sJG5/w  
    58V[mlW)O0  
                设计与评估结果            相位功能设计 9`Q<Yy"du  
                结构设计TEA评价 kA wNly  
    FMM评估            高度标度(公差) x=Hndx^  
    ^aZAw%K  
    通用设置 ,*I@  
    3oy~=  
    w5=tlb  
            提供多次运行文档,允许用户执行任意数量的设计,并提供根据特定标准筛选结果的选项。 ^dm!)4W  
            通过这种方法获得了以下三个结果:我们将对其进行进一步评估。 6Jz^  
    [ ho (z30k  
    纯相位传输设计 ;]sYf  
    ;gg\;i}^  
    a->3`c  
    !g!5_ |  
    结构设计 dt}_D={Be  
    -O!/Jv"{,[  
    O$u"/cwe*  
    t2HJsMX  
    Dnf*7)X  
            更深的分析 rQ`i8GF  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 o=J9  
    •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。 SQ*k =4*r  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 Q]/Uq~m C  
    V5F%_,No  
    8;14Q7,S  
    Y?J"wdWJNB  
    使用TEA进行性能评估 PQN@JaD  
    v"& pQ  
    <S75($  
    vQ}6y  
    使用FMM进行性能评估 1 rs&74-  
    wI B`%V  
    `o]g~AKX  
    #>=j79~  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 \%Ves@hG>  
    39wa|:I  
    wr(*?p]R  
    %WTEv?I{Ga  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 Ian[LbCWB  
    g-c ;}qz  
    s~I6SA&i  
    HB+|WW t>  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 YOr:sb   
    7/7Z`  
     
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