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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
    N 6eY-`4y  
    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。 D<:9pLD(  
    j`bOJTBE  
    eG<32$I  
    <D?`*#K  
    设计任务 Y,{Xv  
    4IVCTz[  
    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 Q[ IaA"  
    My)/d]a  
    9tJiIr8i  
    +g*Ko@]m>  
    光栅级次分析模块设置 D`+'#%%x  
                           :jA~zHO  
    y3l sAe#  
    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 8ARpjYZP  
    /D eU`rj  
    :)&_  
    U_+>4zdm  
    [b`k\~N4r  
    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。 |zSkQ_?54  
    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。 { Uh/ ~zu  
    r__uPyIMG/  
    [/I4Pe1Yj%  
    衍射分束器表面 MD&Ebq5V  
    ,oR}0(^"\<  
    |<OZa;c+  
    zg|]Ic  
        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。 *@dqAr%  
    0-7xcF@s  
    X\_ku?]v  
    Pr" 2d\  
    l =#uy  
    'w DNP_  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) v~j21`  
    ~%'M[3Rb  
    k#U?Xs>  
    "gYn$4|R7*  
     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。 !pgkUzMW  
     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,。 U:p<pTnMR  
     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。 XvWUJ6M  
    wPOQy ~:  
    x5s Yo\  
    :9 .ik  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 Y*0mC"n}  
    5G|(od3  
    \ 7jK6;R<  
        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。 A^xD Axk  
    0I1bY]*  
    kLK}N>v}X  
            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 .z+ [3Oj_E  
    bNi\+=v<Ys  
    D >$9(  
                设计与评估结果            相位功能设计 ~'n3],o?  
                结构设计TEA评价 &G:#7HX@-  
    FMM评估            高度标度(公差) n1X7T0'  
    4vF1  
    通用设置 i.Yz)Bw   
    NLRgL'+F  
    7xqTTN6h  
            提供多次运行文档,允许用户执行任意数量的设计,并提供根据特定标准筛选结果的选项。 Z)?B5FF  
            通过这种方法获得了以下三个结果:我们将对其进行进一步评估。 ,5.ve)/dE  
    Ny\p$v "p  
    纯相位传输设计 <7-3j{065  
    Xi$2MyRd  
    Qt` }$]  
    &c%;Lo  
    结构设计 v,^2'C$o  
    [7 oU =  
    7Rwn{]r  
    f5'Cq)Vw_  
    -pvF~P?8U  
            更深的分析 5=(fuY3  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 VG'M=O{)3  
    •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。 7b7@"Zw*  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 as6a)t.^  
    %|Sh|\6A!  
    s|FfBG  
    (= #EJB1(  
    使用TEA进行性能评估 x%@n$4wk7  
    u 6A!Sw  
    "k&QS@l  
    m`_s_#  
    使用FMM进行性能评估 j6}/pe*;;T  
    O1[`2kj^HB  
    dz_~_|  
    u)J&3Ah%  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 W~b->F  
    kbu.KU+  
    I54`}Npp  
    <u`m4w  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 f_'#wc6  
    .d/e?H:  
    3M~*4  
    _=$:<wIE[  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 ?y"= jn  
    H.-VfROi2  
     
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