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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
    dW K; 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。 Aofk<O!M  
    OAoTsqj6  
    &cnciEw1  
    ldd|"[Ds  
    设计任务 C-i9F%..  
    i3bH^WwE&k  
    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 a$0,T_wD  
    F't4Q  
    BHoy:Tp  
    Gk<M@d^hQ  
    光栅级次分析模块设置 Y?ADM(j  
                           Af~>}-`a  
    %49P<vo`?  
    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 =:)p\{B  
    v2OK/W,0  
    > -P UY  
    uw!w}1Y]}2  
    _Xs(3V@'}  
    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。 ^HJvT)e4  
    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。 sGg=4(D  
    <SK%W=  
     F#0y0|  
    衍射分束器表面 ]>j>bHG  
    m=g\@&N  
    )uj:k*`)  
     4RPc&%  
        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。 ?8ZOiY(  
    \<cs:C\h7  
    vpt*?eR  
    "H{Et b/  
    ,\YlDcl':0  
    Sz!mn  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) Sn6cwf9.s  
    UE:';(t  
    /wt!c?wR  
    6wIo95`  
     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。 T\ixS-%^  
     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,。 d-GU164  
     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。 54X=58Q  
    r;>2L'  
    ){-Tt`0(u  
    WruSL|4iH  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 Q9Tt3h2ga  
    @u@ N&{b5"  
    tu4-##{  
        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。 Ox| ?  
    T ^ z  
    Sw1z^`  
            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 !?AgAsSmc  
    _*K=Z,a;\  
    fGZZ['E  
                设计与评估结果            相位功能设计 %-lilo   
                结构设计TEA评价 ~J~@mE2ks  
    FMM评估            高度标度(公差) *Z9Rl>  
    U z*7J  
    通用设置 <\44%M"iC-  
    g1!ek  
    !6` pq  
            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。 ?* {Vn5aX{  
            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。 Z=[qaJ{]  
    TnuaP'xZ  
    纯相位传输设计 2|6E{o  
    8QJ^@|7  
    DB=^Z%%Z  
    /JqNiqvh  
    结构设计 0uZL*4A+C  
    GbXa=* <-<  
    a)o-6  
    !#NGGIp;  
    EDDld6O,  
            更深的分析 6E^h#Ozl 9  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 9Sb[5_Q  
    •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。 pW7#&@AR  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 {uCX F~v  
    &.v|yG]&  
    U } K]W>Z  
    8wf[*6VwV  
    使用TEA进行性能评估 p2=+cS"HC  
    |//D|-2  
    Il4R R  
    ku3(cb!2  
    使用FMM进行性能评估 I)(@'^)  
    JK%UaEut=  
    *3!#W|#=]N  
    }J^+66{  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 zObrp  
    j^T i6F>f  
    s7Z+--I)L  
    S^c; i  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 VF bso3q<j  
    F97HFt6{  
    b(HbwOt ~3  
    eZ G#op  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 /8O;Q~a  
    %.rVIc"  
     
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