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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
    [C)-=.Xx)j  
    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。 *S_eYKSl  
    k#% BxT  
    E[>4b7{g:  
    Zycu3%JI  
    设计任务  tQB+_q z  
    t7("geN]  
    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 _U)DL=a'  
    ,K8O<Mw8  
    i3*S`/]p  
    _ pM&Ya  
    光栅级次分析模块设置 ` a5$VV%J  
                           ]n0kO&  
    rE-Xv. |  
    使用常规的分束器会话2编辑器,VirtualLabFusion提供了一个指导工具,允许用户一步一步地指定所有影响分束器设计的参数 1y l2i|m+  
    Tz1St{s\  
    69 R8#M  
    o-B9r+N  
    67Z|=B !7  
    1. 通过应用设计带中的结构设计,所得到的传输函数可以转换为结构轮廓。2. 对于此转换,使用了薄元近似(TEA)。因此,所得到的结构与初始相位函数成正比。 16[>af0<g  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。4. 要在不同的模拟场景中使用这种结构,需要从组件内部获取实际的采样表面或指定的堆栈。 EUU9JnQhBJ  
    7E4=\vM  
    `(<XdlOj  
    衍射分束器表面 _K>cB<+d  
    a5:Q%F<!  
    BCk$FM@  
    Sve~-aG  
        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。 Q i#%&Jz>f  
    2P~zYdjS  
    agN`) F!  
    b&B<'Wb  
     z@^l1)m  
    b40zYH`'{  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) a1]k(AuQrC  
    !-%i" a  
    V=BF"S;-'  
    PmO utYV  
     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。 5zX;/n~  
     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,。 7\'vSHIL  
     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。 ` ZXX[&C  
    gX5I`mm  
    i2/:' i  
    at${^,&  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 }kdYR#{s  
    G eN('0  
    .@Z qCH  
        光栅级次分析仪提供了所有衍射阶的效率的概述,作为许多可能的输出。 &i4*tE3],  
    ~cVFCM  
    6]rIYc[,  
            使用可编程光栅分析仪,用户可以指定应计算的值。例如:总效率、均匀性误差、0阶效率 wIz<Y{HA=  
    Z!60n{T79c  
    (EGsw o  
                设计与评估结果            相位功能设计 y!;rY1  
                结构设计TEA评价  ;?1H&  
    FMM评估            高度标度(公差) \@vR*E  
    lwaxj7  
    通用设置 8i=J(5=  
    4<)%Esyb  
    rY_)N^B|nF  
            提供多次运行文档,允许用户执行任意数量的设计,并提供根据特定标准筛选结果的选项。 q [Rqy !,  
            通过这种方法获得了以下三个结果:我们将对其进行进一步评估。 >xws  
    )uiYu3 I  
    纯相位传输设计 :2{6Pa(eg  
    #"fBF/Q  
    q3adhY9|)0  
    \R yOexNZ  
    结构设计 la>:%SD  
    k`U")lv  
    CTQF+Oe8O  
    Lz's!b  
    \:-#,( .V  
            更深的分析 l7]:b8  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 n]?Yv E  
    •可以利用这一点来纠正零阶不期望的效率,从而改善均匀性。 G < Z)y#  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 y{+$B Y$_  
    9&fS<Hk  
    z$$ E7i  
    2%i_SX[  
    使用TEA进行性能评估 2W:R{dHE  
    qZACX.Hw  
    q,3_)ZOq  
    u+UtvzUC  
    使用FMM进行性能评估 losm<  
    i"Hec9Ri  
    CRf!tsj@  
    A}pmr  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 t+7h(?8L  
    `&2~\o/  
    UjxEbk5>^  
    5[}3j1  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 q&OF?z7H  
    /~[+'  
    Dn~r~aR$g  
    =NLsT.aa  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 <qjNX-|  
    XG FjqZr`  
     
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