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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
    9\i,3:Qc  
    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。 oM$EQd`7  
    @M"h_Z1#  
    928szUo:  
    K{HRjNda#  
    设计任务 - iS\3P.  
    8+uwzBNZ:  
    使用近轴近似的衍射1:7×7分束器的初步设计通过严格分析,进一步优化零阶均匀性和影响 1k\1U  
    M*E4:A9_M  
    ewk62 {  
    UtiS?w6  
    光栅级次分析模块设置 .Lp0_R@  
                           2ZB'WzH.X  
    y^:g"|q  
    使用常规的分束器会话2编辑器,VirtualLabFusion提供了一个指导工具,允许用户一步一步地指定所有影响分束器设计的参数 Y=4,d4uu  
    }yU,_:  
    Ni GK| Z   
    h.g11xa  
    &S<tX]v  
    1. 通过应用设计带中的结构设计,所得到的传输函数可以转换为结构轮廓。2. 对于此转换,使用了薄元近似(TEA)。因此,所得到的结构与初始相位函数成正比。 OlFls 8#>  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。4. 要在不同的模拟场景中使用这种结构,需要从组件内部获取实际的采样表面或指定的堆栈。 rsvZi1N4w$  
    PS@` =Z  
    8sg8gBt  
    衍射分束器表面 O.1Z3~r-N  
    `96:Z-!}  
    kkFE9:[-c&  
    ][6$$ Lz  
        为了进一步评估,使用了通用光栅光学设置,其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪,以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 Om{[ <tL  
    2[Q*?N  
    +?(2-RBd  
    q=}Lm;r  
    ^`\c;!)F<  
    lbgnO s,  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) ~c :e0}  
    ?U2ed)zzw  
    RWXj)H)w  
    FcsEv {#U  
     一般光栅组件提供了薄元近似(TEA)和傅里叶模态方法(FMM)作为解决模型给定的光栅。 ^,b*.6t  
     薄元近似通常产生更快的结果,当结构小于波长的5倍,可能有精度问题,。 l8%x(N4  
     傅里叶模态方法允许一个严格的模拟,但需要更高的数值计算。 P~i^V;g  
    Z%XBuq:BY  
    -(qoz8H5  
    Lz=nJn  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 91%+Bf()J6  
    <h U ZD;  
    @C7S^|eo  
        光栅级次分析仪提供了所有衍射阶的效率的概述,作为许多可能的输出。  #d*mG =  
    * C~  
    |RwD]2H  
            使用可编程光栅分析仪,用户可以指定应计算的值。例如:总效率、均匀性误差、0阶效率 ay'= M`uO_  
    #:vosVqG  
    M`KrB5a+6  
                设计与评估结果            相位功能设计 vP3Fb;  
                结构设计TEA评价 %7O`]ik:  
    FMM评估            高度标度(公差) fmA&1u/xMs  
    H[<"DP  
    通用设置 {j,bV6X  
    nPfVZGt  
     -deY,%  
            提供多次运行文档,允许用户执行任意数量的设计,并提供根据特定标准筛选结果的选项。 PFG):i-?  
            通过这种方法获得了以下三个结果:我们将对其进行进一步评估。 /+sn -$/"i  
    NV*aHci  
    纯相位传输设计 xh @H@Q\  
    >('L2]4\v  
    I\Y/*u  
    Otn,(j;u  
    结构设计 eOD;@4lR  
    '7wI 2D  
    @p|[7'  
    Q2^}NQO=  
    (bH"x  
            更深的分析 .-`7Av+7  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 ~{Tus.jk  
    •可以利用这一点来纠正零阶不期望的效率,从而改善均匀性。 )+oDa{dZ  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 Trbgg  
    6VQ*z8wLw  
    {NKDmeg:D  
    &>@nW!n u  
    使用TEA进行性能评估 HG=!#-$9  
    %I(N  
    uc=-+*D'I  
    ,, ]y 8P  
    使用FMM进行性能评估 z6|P]u  
    OjE wJ$$  
    .4_EaQ;jX  
    6g@j,iFy  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 HHWB_QaL  
    ',kYZay  
    V{{b^y  
    vsqfvx  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 He)v:AH  
    g?^o++  
    eO (VSjo'`  
    F{]dq/{  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 ZaH<\`=%  
    m,Q<4'  
     
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