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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
     r}}2 Kl  
    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。 bX 6uGu 7  
    VAA="yN  
    n<1*cL:8B  
    u/V&1In  
    设计任务 q2/kegAT  
    o5:md :\  
    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 iU~xb ?,,  
    tJ .Ln  
    Jp= )L  
    GI>(S  
    光栅级次分析模块设置 ez~u A4  
                           q2s=>J';  
    s^m`qi(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 y;_F[m  
    K+ ~1z>&  
    3p]\l ]=  
    D=K{(0{"/,  
    VQ8Fs/Zt!  
    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。 ^Jw=5 ImG  
    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。 >M0^R} v  
    /PbMt  
    gf}*}8D  
    衍射分束器表面 NKTy!zWh  
    BAi`{?z$<  
    S(/ ^_Y  
    a^_W}gzzd  
        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。 >v f-,B  
    p+0gE5  
    14A(ZWwq9  
    ev4_}!  
    8l'W[6  
    *3s-=.U~  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) Bd- &~s^  
    :yTr:FoF  
    HD3WsIim*  
    X_!km-{  
     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。 <~aKwSF[wW  
     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,。 &PMfAo^  
     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。 4iZg2"[D  
    s3  fQGbU  
    rITA-W O  
    X&i;WI  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 Zrj#4 E1  
    a8-V`  
    F_I!qcEQ  
        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。 R0mkEM  
    7{7Y[F0  
    %dzO*/8cWo  
            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 6uKP BL@,  
    H@9QEj!Y  
    w'XN<RWA  
                设计与评估结果            相位功能设计 gXU(0(Gq  
                结构设计TEA评价 1yqsE`4f  
    FMM评估            高度标度(公差) 9JX@c k  
    Zz+v3o0  
    通用设置 %yd(=%)fMB  
    VMe  
    Uq`6VpZ  
            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。 < Wp)Y  
            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。 k_uI&,  
    LbYIRX  
    纯相位传输设计  \m+=|  
    9%53 _nx?  
    lrL:G[rt  
    :U/]*0b  
    结构设计 `& '{R<cL  
    Ab>Kfr#  
    UFu0{rY_  
    H=w):kL|  
    2`j{n \/  
            更深的分析 0pG + yec  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 ^,F G 9  
    •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。 `'>~(8&zE  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 uA;#*eiA/  
    #XB3Wden2  
    7a^D[f0V  
    Dsn=fht  
    使用TEA进行性能评估 uqU&k@  
    *SIYZE'  
    DVMdRfA  
    R*0mCz^+h  
    使用FMM进行性能评估 uB3VCO.;_  
    mBb3Ta  
    JtsXMZz  
    VH<d[Mj  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 5k9 vYW5k  
    >d&0a:  
    mEu2@3^E }  
    4;3Vc%  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 V6'u\Ch|  
    `(`-S md  
    d*VvQU8C  
    "I:*  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 @YQ*a4`  
    VzIZT{  
     
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