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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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    光券
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2022-09-06
    zM=MFKhi ~  
    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。 `a MU2  
    5a_8`csu  
    >god++,o  
    1,;X4/*  
    设计任务 1 rhZlmf[r  
    y{hy7w'd  
    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 S$Zi{bU`G  
    1F`jptVQ\G  
    9K`_P] l2z  
    m!%aB{e  
    光栅级次分析模块设置 )'U0n`=  
                           R'tKJ_VI  
    m]AT-]*f  
    使用常规的分束器会话2编辑器,VirtualLabFusion提供了一个指导工具,允许用户一步一步地指定所有影响分束器设计的参数 ]$lt  
    vsj4? 0=  
    f2;.He  
    Wvr{l  
    X^ Is-[OvE  
    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。 p8!T) ?|  
    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。 :NF4[c  
    I!S Eb  
    ?PT> V,&  
    衍射分束器表面 Mq Ai}z%  
    'q)g, 2B%  
    ~.%HZzR6&  
    =otO@22Np  
        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。 =,(TP  
    ~x9 ]?T  
    a9.yuSzL  
    ?F AI@4  
    ]h,rgO ;  
    lQ;BI~  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) 6UeYZ g  
    | ]*3En:  
    3O/#^~\'hW  
    'f-r 6'_ZX  
     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。 Fye>H6MU  
     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,。 _VK I@   
     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。 xmvE*q"9]  
    <:}nd:l1  
    hL&$` Q  
    9RJF  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 W#p7M[  
    hF,|()E[  
    i3,IEN  
        光栅级次分析仪提供了所有衍射阶的效率的概述,作为许多可能的输出。 2jFuF71  
    ?q:|vt  
    IW0S*mO$  
            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 yWi-ic [n  
    43PLURay  
    GXtK3YAr  
                设计与评估结果            相位功能设计 "o&8\KSs  
                结构设计TEA评价 OM*c7&  
    FMM评估            高度标度(公差) B{nwQC b  
    <e2l@@#oy  
    通用设置 _p-e)J$7  
    r=H?fTY<3E  
    1[!v{F%]  
            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。 q!ZM Wg  
            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。 aOwjYl[?p  
    vk92j?  
    纯相位传输设计 Ek_5% n  
    l-+=Yk!X  
    C`[<6>&y  
    {o}U"b<+Ra  
    结构设计 $4nAb^/  
    Muo E~K2  
    AE0uBv  
    ]vvYPRV76  
    }/cReX,so  
            更深的分析 =-h^j  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 &lQ%;)'  
    •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。 XQ#K1Z  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 D=0YLQ*rP  
    srGOIK.  
    ?=? _32O  
     `q?3ux  
    使用TEA进行性能评估 XX8HSw!w  
    xZ'fer`&  
    &k:xr,N=  
    DB/~Z  
    使用FMM进行性能评估 $w0TEO!  
    EeW ,-I  
    X1Yw=t~a  
    @/ z\p7e  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 J9Ao*IW~  
    V8^la'_j  
    Mog >W&U  
    Q|'f3\  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 2q~ .,vpP  
    l0qaTpn  
    n{tc{LII/  
    PCviQ!X  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 lsz3'!%Y)  
    YuK+ N  
     
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