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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
    @:oMlIw;  
    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。 C.C\(2- Rr  
    \$yI'q  
    R0gjx"U  
    9 /t}S6b{  
    设计任务 %_@8f|# ,M  
    mucY+k1>g  
    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 tZk@ RX  
    &julw;E  
    < ;Qle  
    5\S)8j `8  
    光栅级次分析模块设置 JLT':e~PX  
                           $kZ,uvKN  
    +S<2d.&~  
    使用常规的分束器会话2编辑器,VirtualLabFusion提供了一个指导工具,允许用户一步一步地指定所有影响分束器设计的参数 4:nmo@K &~  
    ?Xlmt$Jp  
    vJtQ&,zG  
    l!~8  
    *xkbKkm  
    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。 G"O %u|7  
    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。 &.K8c phj  
    {SqY77  
    Jn' q'+  
    衍射分束器表面 :* /<eT_  
    \7$m[h {l  
    :1hp_XfJb  
    |jEKUTv,G  
        为了进一步评估,使用了通用光栅光学设置,其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪,以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 /fBZRdB  
    `5O<U~'d  
    WxWgY}`  
    E4T?8TO$o%  
    <*8nv.PX*  
    RLw=y{%p  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) `w[0q?}"`  
    9P{5bG0o8  
    wrK$ZO]  
    qWw@6VvoQ  
     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。 yE{l Xp;  
     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,。 |>j=#2  
     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。 n!ea)+^  
    <saS2.4  
    W=GNo9:  
    X'7 T"5!  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 $Z.c9rY1  
    rnmWw#  
    0b?9LFd  
        光栅级次分析仪提供了所有衍射阶的效率的概述,作为许多可能的输出。 >J.a, !  
    C]A*B  
    bxrByu~|1  
            使用可编程光栅分析仪,用户可以指定应计算的值。例如:总效率、均匀性误差、0阶效率 g#Zb}^  
    PM[6U#  
    nITr5$f  
                设计与评估结果            相位功能设计 |pq z(j7  
                结构设计TEA评价 EpOVrk  
    FMM评估            高度标度(公差) e%wbUr]c2  
    o1GWcxu*\  
    通用设置 Z TjlGU `  
    ?#,\,  
    ir \d8.  
            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。 N^%[ B9D  
            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。 |Ro\2uSr  
    |n01T_Z)P  
    纯相位传输设计 T/-PSfbkj  
    .zBSjh_=H  
    1?E\2t&K  
    7QQ3IepP  
    结构设计 Nf<([8v;t  
    @B7 ;  
    JeWW~y`e?{  
    <ywxz1i  
    /5U?4l(6[f  
            更深的分析 8eWb{n uJ>  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 9 r+' o#  
    •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。 zT!JHG  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 hh:0m\@<  
    J5@_OIc1y  
    J[VQ6fD%  
    < g6 [mS  
    使用TEA进行性能评估 e0v&wSi  
    axXA y5  
    :S~XE  
    =qI JXV  
    使用FMM进行性能评估 iOj mj0  
    AL H^tV?  
    dYf Vox;  
    1G{$ B^ f  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 +es.V /  
    D' uzH|z8  
    h=d&@k\g  
    *Z)`:Gae  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 xCoQ>.4p  
    gmJJ(}HVz  
    ?>4^e:  
    BO/2kL8*  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 'hU&$lgMF  
    DX4 95<6*  
     
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