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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
    YEqZ((H  
    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。 j]~;|V5Z  
    D;*P'%_Z  
    mW- 4  
    xy;u"JY*  
    设计任务 qp;eBa  
    SoC3)iqv/  
    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 lXso@TNrZ0  
    K8,Q^!5]"  
    bh V.uBH  
    Hwiw:lPq`E  
    光栅级次分析模块设置 ,}?x!3  
                           '~{bq'7`m  
    V'alzw7#  
    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 J B[n]|  
    dX^ ^ @7  
    I5Vp%mCY  
    8725ET t  
    ->_rSjnM{  
    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。 kMd1)6%6A  
    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。 p^J=*jm)x  
    fXD9w1  
    N=%4V  
    衍射分束器表面 ePLpGT  
    J;8M. _  
    b%A+k"d  
    pg0Sq9qCN  
        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。 wX/0.aZ|  
    IPHZ~'M  
    {/ef`MxV }  
    Q^trKw~XNy  
    ,#?iu?i/  
    L/*D5k%J  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) /hF@Xh%hY  
    w&F.LiX^  
    ;8Qx~:c  
    }%) ]b*3  
     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。 ,9~=yC  
     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,。 <b>g^ `}?D  
     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。 tleWJR8oc  
    ^GL>xlZ(  
    hlKM4JT\  
    yX7P5c.   
    光栅级次和可编程光栅分析仪 H;w8[ImK  
    G1tua"Px  
    2e_m>I  
        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。 ]Y;5U  
    ){}1u ?  
    <Dk6o`7^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 IEmjWw4  
    cZR9rnZT  
    )JA9bR <  
                设计与评估结果            相位功能设计 BS*Y3$  
                结构设计TEA评价 %^KNY ;E  
    FMM评估            高度标度(公差) Ah :d2*SR4  
    X:2)C-l?  
    通用设置 h[(.  
    6N< snBmd  
    W @ ?*~  
            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。 nVyV]'-z  
            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。 XP%/*am  
    rK~Obv  
    纯相位传输设计 i K,^|Q8  
    r7FFZNs!  
    JavSR1_  
    CpLLsphy  
    结构设计 2'U+QK@  
    &"6%D|Z0  
    6<SX%Bc~  
    6^vz+oN  
    v{8W+  
            更深的分析 ^~` t q+  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 8, " 5z_  
    •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。 y^:N^Gt  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 jJqq:.XqB8  
    M$Or|HTG  
    ~5:-;ZbZ  
    BTnrgs#[  
    使用TEA进行性能评估 Lq#$q>!K  
    ~0V,B1a  
    v43FU3  
    6 K-jje;)  
    使用FMM进行性能评估 / NB;eV?  
    K<E|29t^k  
    ana?;NvC  
    0eFvcH:qG  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 Nhrh>x[wJ  
    ~y" ^t@!E  
    2)T.Ci cx  
    jrN"en  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 P$i d?  
    dOFK;  
    9{&oVt~Y$  
    "t&_!Rm  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 NR.YeKsBq  
    L(`Rf0smt  
     
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