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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
     p^=>N9  
    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。 ]}K\&ho2  
    q?Jd.r5*  
    ~S5wfx&  
    o_!=-AWV  
    设计任务 CA0SH{PdW&  
    c^N'g!on  
    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 8XwZJ\5  
    urJ>dw?FI  
    H,/|pP.  
    "K.XoG4|  
    光栅级次分析模块设置 i&|fGX?-I  
                           3 #fOrNU2  
    6##}zfl  
    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 I=N;F6  
    XxN=vL&m  
    $~#N1   
    5 IK -V)  
    \ 2cI=Qf  
    1. 通过应用设计带中的结构设计,所得到的传输函数可以转换为结构轮廓。2. 对于此转换,使用了薄元近似(TEA)。因此,所得到的结构与初始相位函数成正比。 Jd].e=]pN  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。4. 要在不同的模拟场景中使用这种结构,需要从组件内部获取实际的采样表面或指定的堆栈。 3ug|H  
    xB&kxW.;  
    [G(}`u8w"  
    衍射分束器表面 w"-'  
    /(`B;?  
    #g ;][  
    8 *Fr=+KN  
        为了进一步评估,使用了通用光栅光学设置,其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪,以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 W{0gtT0  
    ?DN4j!/$  
    P)7_RE*gY  
    GCw <jHw  
    "E? 8. `T  
    IEi E6z]L(  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) ?q}XD c  
    %]>LnbM>4  
    6 (:^>@  
    ZBDEE+8e  
     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。 kR C0iTV'I  
     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,。 gq$]jWtCD  
     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。 k\:f2%!!  
    ?*I _'2  
    S Z@ JzOA  
    $VX<UK$|s  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 O2W EA  
    /eM_:H5  
    M4;A4V=W  
        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。 i-Le&  
    i.4L;(cg  
    N9W\>hKaeh  
            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 W]8tp@  
    VrV* -J'  
    QK+s}ny  
                设计与评估结果            相位功能设计 <K8$00lm  
                结构设计TEA评价 u>~G)lx%  
    FMM评估            高度标度(公差) &FQ]`g3_@  
    ^1&xt(G  
    通用设置 ;l]OmcL  
    bL=32YS  
    {H$F!}a  
            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。 l)PEg PSRV  
            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。 69Y>iPRU  
    Y(>]7  
    纯相位传输设计 Vt_NvPB`  
    x6,kG  
    X@,xwsM%tb  
    ]jWe']T  
    结构设计 jV_Eyi3  
    b";w\H  
    +C~,q{u  
    Fm\ h883\  
    RvL-SI%E  
            更深的分析 %ZV a{Nc  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 1goK>=-^  
    •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。 'ADaz75`*r  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 Qp{rAAC:  
    URW#nm?  
    w%,Iy, G@  
    k~ZwHx(%S  
    使用TEA进行性能评估 {5+t\~q$  
    xg~ Baun  
    =1o_:VOG  
    jW6~^>S  
    使用FMM进行性能评估 PI7M3\z  
    {nH.  _  
    Pnb?NVP!^9  
    f-5vE9G3y7  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 dQ*3s>B[  
    Ez^U1KKOE7  
    aHKv*-z-  
    EP#3+B sH  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 A"S{W^iL  
    Sqw.p#  
    UzVnC:  
    clz6; P  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 6:i(<7  
    6Lw34R  
     
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