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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
    >PmnR>x-rj  
    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。 &ku.Q3xGs  
    Bx 9v2x.  
    iV2v<ap.n  
    PB(I3R9  
    设计任务 v1}9i3Or#  
    13K|=6si  
    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 !j%MN{#a  
    L~|_CRw  
    IC6r?  
    oFL7dL  
    光栅级次分析模块设置 D A_}pS"  
                           </]a`h]  
    eY\w ?pT2  
    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 ]@{l<ExP  
    zw[ #B #  
    =M9;`EmC  
    R1vuf*A5,  
    Q4ZKgcC  
    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。 .OcI.1H[  
    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。 "DvhAEM  
    B]u!BBjC  
    *3\N j6  
    衍射分束器表面 "6q@}sz!  
    ke b.%cb=  
    F[KM0t!  
    .H 9 r_  
        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。 [P*zm8b  
    L(o#)I>j  
    :hTmt{LjN  
    kX%vTl7F  
    Qo\?(E M  
    O-&^;]ieJ  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) @Nn'G{8OG  
    t?wVh0gT  
    7:e5l19 uI  
    nxMZd=Y  
     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。 <f#pS[A  
     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,。 W:>XXUU  
     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。 {t!Pv 2y<  
    moRo>bvN~  
    ^h!}jvqE  
    9#E)H?`g  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 NA=m<n#  
    xX.kKEo"d  
    b_f"(l8'S  
        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。 hc*tQ2  
    ? =G{2E.  
    SZvp %hS0  
            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 k)R~o b  
    xnxNc5$oE  
    RTr"#[  
                设计与评估结果            相位功能设计 W`uq,r0Xsy  
                结构设计TEA评价 {Z1KU8tp  
    FMM评估            高度标度(公差) ; )FmN[  
    Pk>S;KT.  
    通用设置 .d6b ?t  
    fJ=v?  
    f2u4*X E\  
            提供多次运行文档,允许用户执行任意数量的设计,并提供根据特定标准筛选结果的选项。 sQ.t3a3m  
            通过这种方法获得了以下三个结果:我们将对其进行进一步评估。 w=FU:q/  
    WO6R04+WV  
    纯相位传输设计 g}d[j I9  
    a4n5i.;  
    3&6sQ-}*  
    (TU/EU5  
    结构设计 oqo7Ge2  
    ~G1B}c]  
    <G'M/IR a  
    45k.U$<|  
    UF$O@l  
            更深的分析 ~n$\[rQ  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 A76H M@Q  
    •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。 ~C>clkZ  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 l#~pK6@W  
    9N<=,!;5~s  
    Xck`"RU<xA  
    51tZ:-1!  
    使用TEA进行性能评估 NFF!g]QN  
    ^7a@?|,q8  
    Ww"]3  
    yb,X }"Et  
    使用FMM进行性能评估 N>CNgUyP  
    T;]Ob3(BpW  
    p[ &b@U#  
    a?xZsR  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 zp5ZZcj_  
    q0DRT4K  
    I E{:{b\  
    z,bK.KFSs  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 -{q'Tmst  
    K>C@oE[W  
    m2P&DdN[  
    mT #A?C2  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 GS7'pTsYH  
    !^o{}*]Pi  
     
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