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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
    ;BTJ%F.  
    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。 q<XcOc5  
    (3fPt;U  
    /=M.-MU2  
    bj.]o*u-  
    设计任务 6y@<?08Q  
    Y'_ D<Mp  
    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 cEi<}9r  
    F*<Ws;j  
    |Ow$n  
    lIl9ypikg  
    光栅级次分析模块设置 Q-Y@)Mf~?0  
                           ~ 7BX@?  
    7ukDS]  
    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 UCF[oO>v  
    ):E'`ZP!F  
    JS2!)aqc  
    g =\13# F  
    ro]L}oE+  
    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。 m/N(%oMWB=  
    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。 ~%GSsm\J  
    `w=!o.1  
    ~y%7w5%Un  
    衍射分束器表面 JWSq"N  
    )fR1n}#  
    =0Y'f](2eW  
    zf")|9j  
        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。 +}]wLM}\UF  
    1 ' %-y  
    V9]uFL  
    ]eL~L_[G\  
    "j;!_v>=f`  
    ZArf;&8  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) % NwoU%q  
    sp,(&Y]US  
    P#9-bYNU  
    WFks|D:sB  
     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。 Ua!Odju*w  
     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,。 v_.j/2U  
     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。 b6$4Ul-.  
    .?7So3   
    4w2L?PDMi  
    KK MWD\  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 rr6"Y&v  
    n%Rjt!9  
    E<P*QZ-C3  
        光栅级次分析仪提供了所有衍射阶的效率的概述,作为许多可能的输出。 l>33z_H^  
    xKisL=l6Y  
    \!6t  
            使用可编程光栅分析仪,用户可以指定应计算的值。例如:总效率、均匀性误差、0阶效率 zkvH=wL  
    f Y2l.H\f  
    :'TX"E!  
                设计与评估结果            相位功能设计 +0)5H>h  
                结构设计TEA评价 lHRK'? Q  
    FMM评估            高度标度(公差) _2xuzmz0  
    7{8)ykBU^  
    通用设置 5"]aZMua  
    i@%L_[MtA  
    (jt*u (C&Y  
            提供多次运行文档,允许用户执行任意数量的设计,并提供根据特定标准筛选结果的选项。 %0go%_  
            通过这种方法获得了以下三个结果:我们将对其进行进一步评估。 X]>[Qz)K^  
    M|aQ)ivh3  
    纯相位传输设计 96k(X LR  
    zh?xIpY  
    7E@$}&E  
    :K5V/-[|V1  
    结构设计 _qdWQFuM  
    HM;4=%  
    ZO]E@?Oav  
    -U&098}<K  
    agGgJ@  
            更深的分析 </~1p~=hAt  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 %,h!: Ec^c  
    •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。 !$4Q]@ }  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 pPU2ar  
    F5Cqv0H V  
    \Gv-sA  
    4h[2C6 \+`  
    使用TEA进行性能评估 F\I5fNs@  
    i] V F'tG  
    pyGFDB5_P  
    75' Ua$  
    使用FMM进行性能评估 BNF++<s  
    YeR7*[l  
    Iht mD@H}  
    m3x!*9h  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 |8b$x| B  
    xow6@M,  
    1ZGQhjcx  
    bUpmU/ RW  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 |rG8E;>  
    lU >)n  
    ) >-D={  
    f[w jur  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 S+4I[|T]Y  
    Vw6>:l<+<  
     
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