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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
    /|{Yot e  
    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。 *Vk%"rwaG  
    [da,SM  
    $t' .  
    i?R+Ul`Q  
    设计任务 P.bBu  
    |%JJ S^)  
    使用近轴近似的衍射1:7×7分束器的初步设计通过严格分析,进一步优化零阶均匀性和影响 !mFx= +  
    p7 b`Z>}  
    K\5'pp1  
    kz]vXJ  
    光栅级次分析模块设置 q'kZ3 G   
                           K/;FP'.  
    ]d#Lfgo  
    使用常规的分束器会话2编辑器,VirtualLabFusion提供了一个指导工具,允许用户一步一步地指定所有影响分束器设计的参数 iV X12  
    r3X|*/  
    FYIzMp.4  
    + QcgLq  
    u|m>h(O  
    1. 通过应用设计带中的结构设计,所得到的传输函数可以转换为结构轮廓。2. 对于此转换,使用了薄元近似(TEA)。因此,所得到的结构与初始相位函数成正比。 5m,{?M`  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。4. 要在不同的模拟场景中使用这种结构,需要从组件内部获取实际的采样表面或指定的堆栈。 l?CUd7P(a  
    Y40Hcc+Fx  
    [jl'5ld  
    衍射分束器表面 b&.j>=  
    sW)C6 #  
    ~.qzQ_O/  
    (g2?&b iuz  
        为了进一步评估,使用了通用光栅光学设置,其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪,以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 bSmF"H0cP  
     V"n0"\k,  
    / H+br_D9  
    g0ec-  
    V>}@--$c-r  
    h?wNmLre  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) ra \Moy  
    u}u;jTi> 2  
    ;Ab`b1B  
    '0_Z:\ laU  
     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。 uG1 1~uAt  
     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,。 h4C DZ  
     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。 2XJn3wPi  
    .5+*,+-  
    JlAUie8  
    %FnaS u  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 j.MpQ^eJ7  
    -L>\58`  
    `{fqnNJE  
        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。 2 g"_ *[  
    }5gAxR,  
    8[LwG&  
            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 j`I[M6Qxh  
    '$u3i #. \  
    yoTbIQ  
                设计与评估结果            相位功能设计 BcaMeb-Z  
                结构设计TEA评价 }IvJIr  
    FMM评估            高度标度(公差) 6zK8-V?9F  
    #*uSYGdc  
    通用设置 0wZ_;FN*-  
    9"_JiX~3  
    .$b]rx7$ ~  
            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。 'Im7^!-d  
            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。 Iu6KW:x  
    Ms5m.lX  
    纯相位传输设计 7|3Qcn7P)@  
    \&\_[y8U  
    F/9]{H  
    IdTeue  
    结构设计 "sF&WuW|  
    h: :'s&|  
    2V(ye9  
    Kx9Cx 5B  
    ul~>eZ  
            更深的分析 |M|'S~z  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 MfUG@  
    •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。 CBx1.xL  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 cSCO7L2E18  
    TkhbnO g6  
    BMU}NZA  
    \7Hzj0hSi  
    使用TEA进行性能评估 ]xQPSs_  
    X0 &1ICZ  
    V x1C4  
    P<GY"W+r R  
    使用FMM进行性能评估 ]g-(|X~>  
    3F2> &p|7  
    ~/1kCZB  
    j>~^jz:  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 \{J gjd  
    iRo UM.%  
    B&A4-w v  
    8'J> @ uW  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 5sC{5LJzC  
    x!bFbi#!"  
    +U&aK dQs  
    <lZyUd  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 (:E_m|00;  
    e:{v.C0ez  
     
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