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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
    CVGOX z  
    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。 8MeO U  
    S QM(8*:X  
    kHJDX;  
    /8WpX  
    设计任务 j""y2c1  
    }[KDE{,V  
    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 [aWDD[#j~  
    p-i.ITRS  
    0x]OF8=J  
    ){Ciu[h  
    光栅级次分析模块设置 g]==!!^<D  
                           w `. T/  
    N[a ljC-R  
    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 h=K36a)  
    \C+*loLs  
    ^z*):e  
    ~E<PtDab  
    (?!(0Ywbg  
    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。 ebO`A2V'(  
    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。 yBPt%EF  
    ]{Mci]H6T  
    cXOje"5i  
    衍射分束器表面 bRK CY6  
    +(=0CA0GE  
    :_o] F  
     4]DAh  
        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。 wr3_Bf3]  
    B@"SOX  
    F=-uDtQ <N  
    Z^'?|qFj!  
    wO2V%v^bp  
    F_Z&-+,*3t  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) k9^+9P^L  
    -~v l+L  
    fCt^FU  
    YM #  
     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。 C=oM,[ESQ0  
     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,。 l)tTg+:  
     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。 fV.A=*1l#  
    O8K@&V p  
    L,Ao.?j  
    u( V  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 B\=SAi  
    E3 ~,+68U  
    kfMhw M8kP  
        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。 TIcd _>TW  
    w?]ZU-  
    z +3<$Z  
            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 ~-XOvKJb  
    Fb<n0[m  
    g  ,/a6M  
                设计与评估结果            相位功能设计 N5pinR5 H  
                结构设计TEA评价 ~t'#nV  
    FMM评估            高度标度(公差) Zdv.PGn  
     ${A5-  
    通用设置 pP|,7c5  
    kZV^F*7  
    CCbkxHMf|!  
            提供多次运行文档,允许用户执行任意数量的设计,并提供根据特定标准筛选结果的选项。 B#HV20\?v  
            通过这种方法获得了以下三个结果:我们将对其进行进一步评估。 k1ipvKxp:8  
    ^=eq .(>  
    纯相位传输设计 Wmzq  
    q+YuVQ-fx  
    E S#rs="  
    AddGB^7yl  
    结构设计 %v5)s(Yu  
    XXa(305  
    iP<k1#k  
    cvZni#o2)  
    *ZGX-+{  
            更深的分析 `^v4zWDK  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 YS]>_  
    •可以利用这一点来纠正零阶不期望的效率,从而改善均匀性。 5;X {.2  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 nqZA|-}  
    k4S} #!  
    EoKC8/  
    Gs+\D0o!  
    使用TEA进行性能评估 1*Sr5N[=  
    1|o$X  
    6exRS]BI  
    CD^CUbGk  
    使用FMM进行性能评估 q^Z~IZ8IT  
    %oAL  
    Wm<z?.lS  
    ./#e1m?.  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 ,5/V@;i  
    u K'<xM"%T  
    "kX`FaAhY  
    HV ;;  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 92!JKZe  
    Q(lku"U'  
    Ee&hG[sx  
    +AB6lv  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 3@&bxYXm  
    pss6Oz8  
     
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