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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
    %;k Hnl  
    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。 4f[%Bb  
    #{q.s[g*+1  
    f$xXR$mjf  
    H`CID*Ji  
    设计任务 \FVfV`x  
    yDafNH  
    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 M,]|L ch  
    o6[.$C  
    eIkKsgr>  
    =b%}x >>  
    光栅级次分析模块设置 Lb/GL\J)  
                           7&ED>Bk  
    A `Z/B[)  
    使用常规的分束器会话2编辑器,VirtualLabFusion提供了一个指导工具,允许用户一步一步地指定所有影响分束器设计的参数 eO!9;dJ  
    b5NVQ8Mq  
    @L3XBV2  
    pmNy=ZXx  
    l a3B`p  
    1. 通过应用设计带中的结构设计,所得到的传输函数可以转换为结构轮廓。2. 对于此转换,使用了薄元近似(TEA)。因此,所得到的结构与初始相位函数成正比。 P1-eDHYw  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。4. 要在不同的模拟场景中使用这种结构,需要从组件内部获取实际的采样表面或指定的堆栈。 :-1|dE)U  
    XIdh9)]^}  
    j]BRfA  
    衍射分束器表面 5?7AzJl>  
    =u<:'\_  
    ~#pATPW@(  
    j7~FR{: j  
        为了进一步评估,使用了通用光栅光学设置,其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪,以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 &jP1Q3  
    !T`oHs  
    1F@j?)(  
    R/+$ :  
    `L'g<VK;  
    #CC5+  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) M R#*/Iw~  
    ;+9OzF ;  
    Oidf\%!mvR  
    o:Fq|?/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。 N''QQBUD  
     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,。 EwP2,$;  
     傅里叶模态方法允许一个严格的模拟,但需要更高的数值计算。 y}?|+/ dN  
    @Vm*b@  
    }t H$:Z  
    ~non_pJ  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 j6m;03<|  
    \ 2\{c1df  
    2*: q$c  
        光栅级次分析仪提供了所有衍射阶的效率的概述,作为许多可能的输出。 n#(pT3&  
    (\AN0_  
    N,(!   
            使用可编程光栅分析仪,用户可以指定应计算的值。例如:总效率、均匀性误差、0阶效率 9wvlR6z;u  
    /I%z7f91O  
    kBo:)Vej4  
                设计与评估结果            相位功能设计 cLtVj2Wb  
                结构设计TEA评价 b#VtPn]  
    FMM评估            高度标度(公差) 5n@YNaoIb  
    4b;Mb  
    通用设置 <tr]bCu}  
    /(dP)ysc  
    02-ql F@i  
            提供多次运行文档,允许用户执行任意数量的设计,并提供根据特定标准筛选结果的选项。 !}&|a~U@`k  
            通过这种方法获得了以下三个结果:我们将对其进行进一步评估。 }Hg G<.H>  
    M+/G>U  
    纯相位传输设计 b($hp%+yJ  
    da$FY7  
    j ZXa R  
    }p)K6!J0  
    结构设计 p+d-7'?I  
    IG^@VQ%  
    P?0X az  
    ]E`<8hRB  
    &2 tfj(ms  
            更深的分析 a|ufm^ F  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 (V{/8%mWc  
    •可以利用这一点来纠正零阶不期望的效率,从而改善均匀性。 /5@YZ?|#2  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 ]eL# bJ  
    %8'8XDq^8  
    @Cj!MZ=T  
    :#rP$LSYC  
    使用TEA进行性能评估 [|(|"dh@^H  
    -,J<X\  
    A}9Z%U  
    (5yM%H8:  
    使用FMM进行性能评估 n$i X6Cd  
    &W<7!U:2m  
    R/hf"E1  
    3jx%]S^z|  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 ?@64gdlwq  
    W`>|OiuF  
    Rh=" <'d  
    l<=;IMWd  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 [&lK.?V)  
    =ZgueUz,  
    dY1t3@E  
    @r"\bBi  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 IiYL2JS;t|  
    L}Z.FqJ  
     
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