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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 正序阅读 楼主  发表于: 2022-09-06
    muF&t'k  
    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。 | B$JX'_  
    yB *aG  
    ;,TT!vea  
    FMn|cO.vEP  
    设计任务 ]Hi1^Y<  
    kO^  
    使用近轴近似的衍射1:7×7分束器的初步设计通过严格分析,进一步优化零阶均匀性和影响 {~}:oV  
    y6sY?uu  
    W^ask[46R  
    }3XjP55  
    光栅级次分析模块设置 s5{H15  
                           bzZdj6>kX  
    ]5`A8-Q@  
    使用常规的分束器会话2编辑器,VirtualLabFusion提供了一个指导工具,允许用户一步一步地指定所有影响分束器设计的参数 SJj_e-  
    d3?gh[$  
    V_v+i c^  
    >dF #1  
    &.z-itiV  
    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。 RiZ}cd  
    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。 n31nORx50  
    F{7 BY~d  
    hhylsm  
    衍射分束器表面 Ebi~gGo  
    ;9=4]YZt  
    CnY dj~  
    >[T6/#M  
        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。 5qqU8I  
    w8>bct3@  
    PiR`4Tu  
    @N> rOA  
    -ECnX/ "  
    C;70,!3  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) WYCDEoqU2  
    hdM?Uoo(4a  
    CSm(yB{|pC  
    R5uz<  
     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。 Z,XivU&  
     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,。 ov!L8 9`[u  
     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。 /dX,]OFm  
    +'` ^ N  
    T~}g{q,tR  
    Dn~t_n  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 ;4oKF7]   
    ke +\Z>BWN  
    zCwb>v  
        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。 -M[BC~!0;  
    L`^ v"W()  
    )s 1 Ei9J  
            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 =E~SaT  
    ^'sOWIzeiY  
    SnO,-Rg  
                设计与评估结果            相位功能设计 _@|_`5W  
                结构设计TEA评价 0b,{4DOD  
    FMM评估            高度标度(公差) Z>@\!$Mc  
    1BzU-Ma  
    通用设置 DshRH>7s8  
    ?* dfIc  
    *qIns/@  
            提供多次运行文档,允许用户执行任意数量的设计,并提供根据特定标准筛选结果的选项。 `5~<)  
            通过这种方法获得了以下三个结果:我们将对其进行进一步评估。 mA3yM#  
    !-gOqo  
    纯相位传输设计 (G"/C7q  
    Ahg6>7+R.  
    h&{>4{  
    3_ =:^Z  
    结构设计 =OA7$z[  
    rf&nTDaWI  
    yLt?XhRlp  
    MP8s}  
    L w/ZKXDU2  
            更深的分析 SY2((!n._  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 WOGMt T%  
    •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。 N%?8Bm~dP  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 j%*<W> O  
    l)1ySX&BU  
    LGVGr  
    jCt[I5"+z  
    使用TEA进行性能评估 *_yp]z"  
    2) A$bx  
    |G-o&m"  
    %5bN@XD  
    使用FMM进行性能评估 g\,HiKBXd  
    W3i X;-Z  
    \RTXfe-`  
    N &vQis  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 ~48mCD  
    z#| tl/aP9  
    /E6 Tt  
    8,(5Q  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 ?Wp{tB9N0  
    ps?B;P  
    SbpO<8}8  
    <0)@Ikhx  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 1hgmlY`  
    5fa_L'L#  
     
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