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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
    i[8NO$tN1)  
    直接设计非近轴衍射分束器仍然是一个挑战。由于衍射角相当大,元件的特征尺寸与工作波长在相同的数量级上。因此,设计过程超出了近轴建模方法。因此,在这个例子中,迭代傅里叶变换算法(IFTA)和薄元素近似(TEA)用于衍射元素的初始设计结构,和傅里叶模态方法(FMM)随后应用于严格的性能评估。 +/w(K,  
    mHHzCKE,  
    9,w}Xe=C  
    r/^tzH's  
    设计任务 *i%.{ YH  
    mw ?{LT  
    使用近轴近似的衍射1:7×7分束器的初步设计通过严格分析,进一步优化零阶均匀性和影响 IJldN6&\q  
    Q QT G9s  
    ,b:n1  
    ^IYJEqK  
    光栅级次分析模块设置 s><IykIi  
                           /<6ywLD  
    K`~BL=KI  
    使用常规的分束器会话2编辑器,VirtualLabFusion提供了一个指导工具,允许用户一步一步地指定所有影响分束器设计的参数 ;C+cE#   
    =p5?+3" @  
    m,=)qex  
    @c0n2 Xcr  
    D7M0NEY  
    1. 通过应用设计带中的结构设计,所得到的传输函数可以转换为结构轮廓。2. 对于此转换,使用了薄元近似(TEA)。因此,所得到的结构与初始相位函数成正比。 ;FcExg|k  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。4. 要在不同的模拟场景中使用这种结构,需要从组件内部获取实际的采样表面或指定的堆栈。 Mq76]I%  
    @uoT{E[  
    >H)^6sJ;%b  
    衍射分束器表面 ot]>}[  
    g>UBZA4  
    'N*!>mZ<  
    Is<x31R  
        为了进一步评估,使用了通用光栅光学设置,其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪,以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 ;x,+*%  
    FT<H ]Nf  
    y-%nJD$  
    y#&$ f  
    ss/h[4h4h  
    l_bL,-|E8  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) Go-wAJ>  
    vlAO z  
    hx*HY%\P  
    O >nK ,.  
     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。 /tG5!l  
     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,。 T!Xm")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。 .V8/ELr]  
    D&4u63^  
    k& WS$R?u  
    (W7;}gysh  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 3fm;r5  
    &$<(D0  
    U~oBNsU"  
        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。 YR?3 61FK  
    :!(YEF#}  
    N[0 xqQ  
            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 S&5Q~}{,  
    L[CU  
    AGl|>f)  
                设计与评估结果            相位功能设计 ;,<r|.6U  
                结构设计TEA评价 I/mvQxp  
    FMM评估            高度标度(公差) j#7wyi5q  
    m$7x#8gF  
    通用设置 kuWK/6l4  
    c:3@[nF~  
    y T[Lzv#  
            提供多次运行文档,允许用户执行任意数量的设计,并提供根据特定标准筛选结果的选项。 K~`n}_:  
            通过这种方法获得了以下三个结果:我们将对其进行进一步评估。 JX2mTQ  
    '.]e._T  
    纯相位传输设计 dNOX&$/=  
    I~d#p ]>  
    "L9C  
    xN e_qO  
    结构设计 hq5NQi` %  
    )`B -O::  
    t)\D  
    b^uP^](J  
    B*- ToXQQr  
            更深的分析 >(IITt  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 u^}7Vs .  
    •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。 -@YVe:$%b  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 4C l, Iw/;  
    8W19#?7>B  
    \Ku9"x  
    x?%rx}h  
    使用TEA进行性能评估 pi^^L@@ d  
    ?l6>6a7  
    g,00'z_D  
    1 ;cv-W  
    使用FMM进行性能评估 C_;HaQiu  
    Am>_4  
    :*mA,2s  
    80{#bb  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 P]!LN\[  
    E9yFREvQc  
    4a(g<5wfI  
    ) 1lJ<g#  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 /Oq1q._9F  
    *]{9K  
    &,W_#l{  
    LVPt*S=/  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 :)KTZ  
    -D!#W%y8  
     
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