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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
    v *hRz;  
    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。 }peBR80tQ  
    F r?z"  
    Ft{[ae?4  
    T".]m7!  
    设计任务 TTNk r`  
    &(rWwOo6  
    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 }71LLzG`/  
    `rY2up#%  
    jLg@FDb~  
    ["<nq`~  
    光栅级次分析模块设置 92W&x'  
                           aiCFH_H4;L  
    V% TH7@y  
    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 e= P  
    P%pp )BS  
    W\*-xf|"d  
    ig"uXs  
    $.6K!x{(  
    1. 通过应用设计带中的结构设计,所得到的传输函数可以转换为结构轮廓。2. 对于此转换,使用了薄元近似(TEA)。因此,所得到的结构与初始相位函数成正比。 "+"{+k5t  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。4. 要在不同的模拟场景中使用这种结构,需要从组件内部获取实际的采样表面或指定的堆栈。 `A%^UCd  
    =#5D(0Ab  
    dBC bL.!  
    衍射分束器表面 6w3R'\9  
    j{VGClb=T  
    mumXUX  
    -XoPia2  
        为了进一步评估,使用了通用光栅光学设置,其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪,以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 ;_kzcK!l  
    Die-@z|Y  
    W><Zn=G4)b  
    S|AM9*k9  
    qgt[~i*  
    JD>d\z2QC  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA)  2B~wHv  
    qL5I#?OMkU  
    iSRpfU  
    Eq% @"-m o  
     一般光栅组件提供了薄元近似(TEA)和傅里叶模态方法(FMM)作为解决模型给定的光栅。 %bXx!x8(  
     薄元近似通常产生更快的结果,当结构小于波长的5倍,可能有精度问题,。 @=S}=cl  
     傅里叶模态方法允许一个严格的模拟,但需要更高的数值计算。 wHjLd$ +o  
    N8cAqr  
    !4@G3Ae22  
    {X]R-1>  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 Q3W#`6jpF  
    }'"Gr%jf(  
    ,"-Rf<q/  
        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。 gB,G.QM*6  
    D:\g,\Z  
    SM0M%  
            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 8cx=#Me  
    5@Bu99`  
    HY;o ^drd  
                设计与评估结果            相位功能设计 ?VU(Pq*`  
                结构设计TEA评价 ^he=)rBb?  
    FMM评估            高度标度(公差) ij5g^{_T;8  
    vY|^/[x#B  
    通用设置 ~`;rNnOT3  
    X8eJ4%  
    Z[!d*O%R_  
            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。 _#e&t"@GS  
            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。 ajl 2I/D  
    %WG9 dYdS  
    纯相位传输设计 }G46g#_6d>  
    W) j|rz.  
    _STB$cZ  
    ExSe=4q#  
    结构设计 +!-~yf#RE  
    F,Xo|jjj  
    x Ha=3n  
    U7mozHS,:9  
    `7aDEzmJ  
            更深的分析 I7QCYB|  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 .UCt|> $  
    •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。 `;,Pb&W~  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 <<9Va.  
    RIM`omM  
    ?i\B^uB  
    >>[/UFC)n  
    使用TEA进行性能评估 SDG-~(Y  
    ?8dVH2W.  
    kpwt]]e*  
    XB hb`AG  
    使用FMM进行性能评估 $m1<i?'m  
    / il@`w;G  
    a^qNJ?R !  
    - N>MBn  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 2s*#u<I  
    u/b7Z`yX}  
    j83? m  
    HC {XX>F^  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 A|#`k{+1-  
    5\mTr)\R  
    wmNHT _  
    4Ph0:^i_  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 +`mGK:>  
    zHWSE7!  
     
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