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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\z 6;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。 <hBd #J  
    KBg5 _+l  
    3%(BZ23  
    -}CMNh   
    设计任务 oXgi#(y  
    %jh gKq  
    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 2{9%E6%#  
    o:c:hSV  
    #JYH5:*  
    08qM?{z o^  
    光栅级次分析模块设置 kKs}E| T  
                           (&!x2M  
    <i ";5+  
    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}( @Ek  
    j2`%sBo  
    Fql|0Fq  
    1wLEkp!~  
    uwc@~=;  
    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。 VT2f\d[Q  
    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。 )ZMR4U$+v  
    .H}#,pQ}l  
    7U2?in}?Qi  
    衍射分束器表面 XR+  
    @ruWnwb  
    7srq~;j3  
    > zV  
        为了进一步评估,使用了通用光栅光学设置,其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪,以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 !%(PN3*  
    dfMi]rs!<  
    ^D?{[LBc  
    Nz%Yi?AF  
    )?<V-,D  
    7{Zs"d{s  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) hiw>Q7W  
    ;$g?W"  
    4G'-"u^g  
    #]*]qdQWV^  
     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。 >Q2kXwN  
     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,。 FnCMr_  
     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。  NArr2o2  
    u+m9DNPF  
    }t0JI3  
    9R99,um$  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 }=fls=c/0  
    ]2rC n};  
    v<vaPvW  
        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。 jP\5bg-}  
    nk"nSXm3SR  
    yJ*g ;  
            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 &HtG&RvQf  
    FyqsFTh_  
    I_is3y0  
                设计与评估结果            相位功能设计 "eIE5h  
                结构设计TEA评价 e3WEsD+  
    FMM评估            高度标度(公差) i> dLp  
    g(l:>=g]?  
    通用设置 W?yGV{#V(=  
    ri h@(;)1  
    kd OIL2T  
            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。 ^+}~"nvD  
            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。 4U*CfdZZ  
    wPvYnhr|G-  
    纯相位传输设计 J~}i}|YC>  
    dMK\ y4#i  
    T~~K~a \8  
    TTJj=KPA  
    结构设计 +8.1cDEH\  
    Pv\-D<&@m  
    NdB:2P  
     #]J"j]L  
    :'sMrf_EA  
            更深的分析 |XJ|vQGU  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 |N0RBa4%  
    •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。 x{3q'2  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 (^$SM uC  
    MPMAFs  
    /\U:F  
    7)*QX,4C  
    使用TEA进行性能评估 OBf$0  
    m}]\^$d  
    \J6&Z13Q  
    $*C'{&2  
    使用FMM进行性能评估 IJBIO>Z/  
    ?I7%ueFY  
    .50ql[En  
    pDt45   
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 2U) 0k *  
    AS a)xf9  
    Qb@i_SX(fs  
    V eLGxc  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 #0c;2}D  
    ]~9YRVeC  
    hs<OzM  
    eV\VR !!i  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 R0T{9,;[`  
    cG5u$B  
     
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