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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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    光币
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    光券
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2022-09-06
    !4ocZmj\  
    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。 k%]3vRo<  
    +r�  
    prUN)r@U   
     g T6z9  
    设计任务 k90YV(  
    BwN0!lsF3  
    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 CQc+#nRe  
    @JiLgIe `  
    0G(/Wb"/  
    PF0_8,@U  
    光栅级次分析模块设置 [CTnXb  
                           eFB5=)ld  
    F0m-23[H  
    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 ^7`BP%6  
    (=FRmdeYl1  
    c^5~QGuQ  
    ?=u\n;w)  
    O"+ gQXe  
    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。 bS{bkE>  
    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。 _kC-dEGf!y  
    w$>u b@=  
    FBG4pb9=~  
    衍射分束器表面 b35fs]}u-6  
    Qry@ s5  
     > ^O7  
    tb 5`cube  
        为了进一步评估,使用了通用光栅光学设置,其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪,以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 mwO6g~@ `  
    b;L\EB  
    B4ZBq%Z_  
    d.aS{;pse  
    `T1  
    V~qNyOtA]  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) I !- U'{  
    gZVc 5u<  
    \a<wKTkn  
    ufj,T7g^  
     一般光栅组件提供了薄元近似(TEA)和傅里叶模态方法(FMM)作为解决模型给定的光栅。 RCJ|P~*  
     薄元近似通常产生更快的结果,当结构小于波长的5倍,可能有精度问题,。 UklUw  
     傅里叶模态方法允许一个严格的模拟,但需要更高的数值计算。 ;cNv\t  
    D2 #ZpFp"h  
    >:SHV W  
    &.3"Uo\#  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 Xa[.3=bV?  
    R- X5K-  
    XMZ,Y7  
        光栅级次分析仪提供了所有衍射阶的效率的概述,作为许多可能的输出。 'z8pzMmT  
    +8T?{K  
    pR<`H'  
            使用可编程光栅分析仪,用户可以指定应计算的值。例如:总效率、均匀性误差、0阶效率 cF*TotU_m  
    .C%<P"=J4h  
    aNsBcov3O  
                设计与评估结果            相位功能设计 n>z9K')  
                结构设计TEA评价 oueC  
    FMM评估            高度标度(公差) KV91)U  
    'I|v[G$l  
    通用设置 <(#(hDwy  
    qyb?49I  
    'JtBZFq  
            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。 . P viA  
            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。 v4<nI;Ux  
    e v}S+!|U  
    纯相位传输设计 hXw]K"  
    SZ7:u895E  
    A.F%Ycq  
    '$Dn  
    结构设计 t mn tp  
    yNBQGSH  
    PxX 4[ P  
    2F;y;l%  
    q~Hn -5H4Q  
            更深的分析 .D~;u-%|F  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 z9f-.72"X  
    •可以利用这一点来纠正零阶不期望的效率,从而改善均匀性。 ~i= _J3'  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 R>|{N9  
    =}^9 wP  
    _`$qBw.Nx  
    cdH>n)  
    使用TEA进行性能评估 Vsr.=Nd=  
    >dXGee>'M  
    Q>qUk@  
    >tS'Q`R  
    使用FMM进行性能评估 AF{\6<m  
    y8y5*e~A-)  
    3m[vXr?  
    , u=`uD  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 W.jGGt\<\  
    QpH'PYy  
    $QF{iV@6d4  
    <\ y@*fg+  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 *tFHM &a  
    FgnTGY}  
    @&!ZZ 1V8  
    Eh`7X=Z7E  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 =[ 46`-_  
    hF?1y`20  
     
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