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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
    r9<V%PH v  
    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。 Sq<3Rw  
    Q Qi@>v|d  
    O!/ekU|,r  
    Ur n  
    设计任务 ^+EMZFjg(  
    7$K}qsr<  
    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 $]Jf0_  
    R^uc%onP  
    *g*VCO  
    O 3G:0xF  
    光栅级次分析模块设置 !1("(Eb  
                           :fhB*SYK  
    t]4!{~,  
    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 Jlz9E|*qV  
    ZH!;z-R  
    !F-sA: xq  
    _O LI%o  
    PaNeu1cO  
    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。 W|0My0y  
    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。 FQ1arUOFW,  
     Ll?g.z"  
    @bE~@4mOu  
    衍射分束器表面 $ND90my  
    p x0Sy|  
    @FU~1u3d  
    A4}#U=3tI  
        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。 0juDuE?  
    ]?M)NRk%S  
    kwO eHdV^  
    A=0@UqM  
    ?/)lnj)e{  
    j"i#R1T  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) 1c / X  
    !M,h79NM  
    x vdY 8%S  
    D@:"f?K>  
     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。 G8noQ_-  
     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,。 l!/!?^8|f  
     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。 $ 3]b>v  
    I'?6~Sn3  
    Z~_8P  
    ETe-  
    光栅级次和可编程光栅分析仪  tq0;^L  
    lYP~3wp99  
    UTvs |[  
        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。 CB6o$U  
    fQP,=  
    Hk~k@Wft  
            使用可编程光栅分析仪,用户可以指定应计算的值。例如:总效率、均匀性误差、0阶效率 Hxn<(gd G  
    +O4(a.  
    ]{Z8  
                设计与评估结果            相位功能设计 qrpb[)Ll  
                结构设计TEA评价 D,E$_0  
    FMM评估            高度标度(公差) K I`11lJW~  
    SD^E7W$?  
    通用设置 F(;jM(  
    l 1|~  
    #cO+<1  
            提供多次运行文档,允许用户执行任意数量的设计,并提供根据特定标准筛选结果的选项。 3T?f5+@I  
            通过这种方法获得了以下三个结果:我们将对其进行进一步评估。 j3{HkcjJG  
    mbGcDG[HQ  
    纯相位传输设计 TOrMXcn!/  
    XddHP;x  
    _; 7fraqX  
    xG8`'SNY  
    结构设计 HS7_MGU  
    @0D![oA  
    UUH;L  
    -Uri|^t  
    -~\f2'Q  
            更深的分析 Q-(Dk?z{  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 E23w *']  
    •可以利用这一点来纠正零阶不期望的效率,从而改善均匀性。 VXwPdMy*L  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 <ZVZ$ZW~D  
    9qre|AA  
    xHe^"LL  
    KJdz v!l=  
    使用TEA进行性能评估 GQ[pG{ _+  
    K#wK1 Sv  
    @701S(0 '7  
    =U c$D*  
    使用FMM进行性能评估 -%H%m`wD  
    c|Y!c!9F  
    H]]c9`ayt  
    =hGJAU  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 LN\[Tmd &  
    jq[x DwPG  
    AEqq1A   
    :!']p2B  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 F"[3c6yF  
    8%-%AWF]  
    p-Pz=Cx-  
    >C# kqxfg  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 O|7yP30?M  
    ,T{oy:rB  
     
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