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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
    L)+ eM&W  
    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。 mTPj@F>  
    \nHlI=!P  
    OKqpc;y:D  
    PGKXzp'  
    设计任务 ?c2TT Q  
    ~"mZ0 E  
    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 2o$8CR;  
    +o3g]0  
    (FaT{W{  
    J50 ~B3bj`  
    光栅级次分析模块设置 asi1c y\  
                           vck$@3*  
    <e^/hR4O  
    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 k:TfE6JZ  
    TUaK:*x*  
    ?R(3O1,v^  
    ;Wa{q.)  
    LasH[:QQQ  
    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。 e%U*~{m+  
    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。 zK 2wLX  
    *[H+8/n_  
    F^YIZ,=p!  
    衍射分束器表面 ]~^/w}(K  
    nIjQLx  
    9^='&U9sr  
    $<cZ<g5)  
        为了进一步评估,使用了通用光栅光学设置,其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪,以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 z6lz*%Yi  
    #:|Y(,c  
    kYB <FwwB  
    tD]&et  
    )DmiN^:  
    r?!xL\C\  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) L:M9|/  
    k&/ )g3(N(  
    'j_H{kQy  
    {^W,e ^:  
     一般光栅组件提供了薄元近似(TEA)和傅里叶模态方法(FMM)作为解决模型给定的光栅。 [kOA+\v  
     薄元近似通常产生更快的结果,当结构小于波长的5倍,可能有精度问题,。 DANSexW  
     傅里叶模态方法允许一个严格的模拟,但需要更高的数值计算。 U!/nD~A  
    EKPTDKut  
    j7 =3\SO  
    ak) -OL1  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 ;g:bn5G  
    5}xni  
    0Qp'}_  
        光栅级次分析仪提供了所有衍射阶的效率的概述,作为许多可能的输出。 ^\&g^T%  
    ;8i L,^.A  
    F2$bUY  
            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 yXA f  
    &a_kJ)J  
    C 94@YWs  
                设计与评估结果            相位功能设计 <j\;>3Q  
                结构设计TEA评价 uX +<`3O  
    FMM评估            高度标度(公差) 51 0XDl~b  
    r ` &|)Hx  
    通用设置 oqba:y;AR  
    7f%Qc %B  
    kqW<e[  
            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。 V;-.38py  
            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。 n u8j_grW  
    g&3#22z  
    纯相位传输设计 `Kw"XGT  
    2A}uqaF  
    1MI7l)D?  
    1?RCJ]e5  
    结构设计 Ig3(|{R  
    r?nV Sb|[  
    _S2^;n?  
    =O#AOw`  
    nRB>[lG  
            更深的分析 (}X?v`Y^W  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 $xtE+EV.p  
    •可以利用这一点来纠正零阶不期望的效率,从而改善均匀性。 g#b u_E61B  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 bo;pj$eR3R  
    i!W8Q$V  
    A>t!/_"  
    R96o8#7Uv  
    使用TEA进行性能评估 SxZ^ "\H  
    //M4Sq(  
    Gr"7w[|+  
    NhoS7 y(  
    使用FMM进行性能评估 '}+X,Usm  
    "YzTMKu  
    Z!-<rajl  
    _'hCUXeY'  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 |5IY`;+9  
    gQh Ccv  
    sIRrEea  
    :.S41S   
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 H'0*CiHes  
    ]X: rby$  
    oiv2rOFu  
    %wjB)Mae  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 D d# SUQ  
    lDJd#U'V  
     
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