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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
    lcCJ?!lsSW  
    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。 ?NlSeh  
    ` VwN!B:  
    Y xJ`-6  
    [.a;L">  
    设计任务 r sLc&2F  
    b~j~  
    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 Evkt_vvf  
    K@6`-|I  
    t=i/xG:5  
    `dO}L  
    光栅级次分析模块设置 ywEDy|Wn$~  
                           6Hwxx5>r  
    9Eg&CZ,9$D  
    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 9^!wUwB  
    .uKx>YB}  
    E+z18Lf?  
    F@1d%c  
    y:,9I` aW  
    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。 <5I1DF[  
    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。 UWw}!1  
    <BPRV> 0X  
    wyzOcx>M  
    衍射分束器表面 61Bhm:O5W  
    G'9{a'  
    d=y0yq{L  
    thptm  
        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。 zKxvN3!  
    8R}K?+]  
    D%U:!|G  
    &6/%k kv  
    x'qWM/  
    .=XD)>$  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) LN^UC$[tk  
    30_ckMG"g  
    E/mw* c^  
    DbtF~`3, .  
     一般光栅组件提供了薄元近似(TEA)和傅里叶模态方法(FMM)作为解决模型给定的光栅。 8*s7m   
     薄元近似通常产生更快的结果,当结构小于波长的5倍,可能有精度问题,。 N _G4_12(  
     傅里叶模态方法允许一个严格的模拟,但需要更高的数值计算。 ue6d~8&  
    \QT9HAdd@  
    A,BEKjR~J  
    kaQ2A  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 b+@D_E-RJ  
    *d>vR1  
    `(DJs-xD  
        光栅级次分析仪提供了所有衍射阶的效率的概述,作为许多可能的输出。 rY,PSK/j  
    8bOT*^b$H  
    ^PqMi:htc  
            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 :}9j^}"c3  
    o@/xPo|  
    SY1GR n  
                设计与评估结果            相位功能设计 `c(\i$1JY)  
                结构设计TEA评价 n+;vjVS%  
    FMM评估            高度标度(公差) q8sb n  
    1,`H:%z%  
    通用设置 -e ml  
    }fA;7GW+9  
    =nU/ [T.  
            提供多次运行文档,允许用户执行任意数量的设计,并提供根据特定标准筛选结果的选项。 ZJ(rG((!  
            通过这种方法获得了以下三个结果:我们将对其进行进一步评估。 a2yE:16o6  
    i8~$o:&HT  
    纯相位传输设计 } 0M{A+  
    vv.PF~:  
    f^9&WT  
    Rri`dmH   
    结构设计 Hm9<fQuM  
    8!zb F<W9  
    G{b:i8}l  
    >]&X ^V%Q#  
    S&?7K-F>_o  
            更深的分析 kdcQw7G  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 `#6x=24  
    •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。 9y^/GwUQ  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 "8(U\KaX  
    IU!Ht>  
    vM4<d>  
    .Yx_:h=u  
    使用TEA进行性能评估 J%Mnjk^_\S  
    HY)ESU !  
    ^%#grX#  
    Rj6|Y"gq9  
    使用FMM进行性能评估 OM:v`<T!z  
    BQjGv?p0s  
    9.&mz}q  
    6G_<2bO  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 2z\;Q8g){r  
    S " pI  
    G!Zyl^  
    R1%y]]*-P  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 '4u v3)P  
     ( Uk ,  
    IR$ (_9z  
    OW`STp!  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 js <Ww$zFW  
    K+),?Q ?.p  
     
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