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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
    MJ/%$  
    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。 ._8cJf.ae  
    +G[HZ,FL  
    +2fJ  
    @] "9EW 0  
    设计任务 )~mc1 U`b  
    m^x\@!N:(  
    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 jhbH6=f4]^  
    >h( rd1  
    :E&T}RN  
    od's1'c R  
    光栅级次分析模块设置 #!&R7/ KdD  
                           |QTqa~~B  
    'U{: zBh  
    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 KB *#t  
    32|L $o  
    @ h`Zn1;  
    qe"6#@b *|  
    OmjT`,/  
    1. 通过应用设计带中的结构设计,所得到的传输函数可以转换为结构轮廓。2. 对于此转换,使用了薄元近似(TEA)。因此,所得到的结构与初始相位函数成正比。 3N*C]  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。4. 要在不同的模拟场景中使用这种结构,需要从组件内部获取实际的采样表面或指定的堆栈。 [,$mpJCI  
    7Z~szD  
    GhQ`{iJM  
    衍射分束器表面 *`pBQZn05O  
    u2O^3r G-  
    $#JVI:  
    ` "":   
        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。 & O\!!1%  
    RYJc>  
    a&aIkD  
    'L59\y8H  
    54cgX)E[x  
    rZQHB[^3  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) )[X!/KR90  
    iwjl--)@K  
    Wy>\KrA1  
    IeI% X\G  
     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。 ]sP9!hup  
     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,。 '"\Mjz)/  
     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。 /~huTKA}  
    il%tu<E#J~  
    '<D}5u7 2  
    $<e .]`R  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 'wlP`7&Tn  
    &0Zk3D4  
    (wF$"c3'{  
        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。 mf[79:90^  
    ~EkGG .  
    kGiw?~t=%  
            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 3CuoB b8  
    }gRLW2&mR>  
    \1'R}B@;  
                设计与评估结果            相位功能设计 V*uu:  
                结构设计TEA评价 g@f/OsR76  
    FMM评估            高度标度(公差) K2`WcEe  
    :!15>ML;-  
    通用设置 %)ov,p |  
    -+@~*$ d  
    E?D{/ k,zZ  
            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。 ,,wx197XeD  
            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。 'z!#E!i  
    ! -nm7Q  
    纯相位传输设计 F ) ~pw  
    [7w_.(f#  
    pFRnPOv  
    '6J$X-  
    结构设计 0%j; yzQ<  
    K :ptfD  
    Dq 4}VkY  
    Y,}43a0A  
    R:x04!}  
            更深的分析 2+cicBD  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 @soW f  
    •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。 sswAI|6ou  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 BTtYlpN6  
    8@ g D03  
    -3U} (cZ*  
    LgKEg90w(  
    使用TEA进行性能评估 #wuE30d  
    qqre d>K  
    98nLj9  
    Q 5TyS8  
    使用FMM进行性能评估 Mn;CG'FA  
    _Fy:3,(  
    9 NSYrIQ"  
    a :AcCd)  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 uoc-qmm  
     PMZzzZ  
    {'aqOlw3<j  
    c{ (%+  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 3_-m>J**  
    WT N!2b  
    MRu+:Y=K  
    ,kuOaaV7K  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 'Q,<_ L"  
    aKcV39brr  
     
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