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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
    K`8$+JDP+  
    直接设计非近轴衍射分束器仍然是一个挑战。由于衍射角相当大,元件的特征尺寸与工作波长在相同的数量级上。因此,设计过程超出了近轴建模方法。因此,在这个例子中,迭代傅里叶变换算法(IFTA)和薄元素近似(TEA)用于衍射元素的初始设计结构,和傅里叶模态方法(FMM)随后应用于严格的性能评估。 U.c~l,5%"  
    iJb-F*_y  
    jygKw+C  
    :wz]d ~)  
    设计任务 8V@\$4@b!#  
    LX</xI08W  
    使用近轴近似的衍射1:7×7分束器的初步设计通过严格分析,进一步优化零阶均匀性和影响 ~}g) N  
    j"9Zaq_  
    5"z~BE7  
    xcX^L84\  
    光栅级次分析模块设置 DAQozhP8  
                           , %A2wV  
    b5?k)s2  
    使用常规的分束器会话2编辑器,VirtualLabFusion提供了一个指导工具,允许用户一步一步地指定所有影响分束器设计的参数 5@EX,$h  
    Fiaeo0  
    bYwe/sR  
    ,B$e'KQ  
    fKNDl\SD  
    1. 通过应用设计带中的结构设计,所得到的传输函数可以转换为结构轮廓。2. 对于此转换,使用了薄元近似(TEA)。因此,所得到的结构与初始相位函数成正比。 qb KcI+)47  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。4. 要在不同的模拟场景中使用这种结构,需要从组件内部获取实际的采样表面或指定的堆栈。 `o6T)49  
    B&?xq)%*#  
    4 IXa[xAm  
    衍射分束器表面 (``|5;T\  
    Oee>d<  
    [='<K  
    8_{XrTw(  
        为了进一步评估,使用了通用光栅光学设置,其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪,以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 e!P]$em|1E  
    gsVm)mkd  
    ,8+Jt@L  
    =|qYaXjT$  
    Z[9f8/6<b  
    S<>u  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) VE*& t>I  
    M [6WcH0/T  
    (5>IF,}!L  
    ' eH Fa  
     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。 FmhN*ZXr #  
     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,。  G`NGt_C  
     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。 p1fy)K2{,j  
    >:P-3#e*  
    2fG[q3`  
    j]   
    光栅级次和可编程光栅分析仪 +A<7:`sO  
    4n/CS AT1  
    @.l?V6g9T  
        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 lVE5f?  
    J4jL%5t  
    vR'rYDtU@  
            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{7  
    ::!{f+Up  
    &I?d(Z=:\  
                设计与评估结果            相位功能设计 R![1\Yv&  
                结构设计TEA评价 L%fJH_$_s  
    FMM评估            高度标度(公差) v}&J*}_XZ  
    ci`N ,&:R  
    通用设置 e'&<DE)  
    Q3aZB*$K  
    NXdT"O=P  
            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。 UE K$  
            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。 OB\jq!"  
    2IFEl-IB[  
    纯相位传输设计 )k&!&  
    "U iv[8B  
    #i| AE`  
    e18}`<tW-  
    结构设计 }+BbwBm&  
    )X5en=[)O  
    qm|T<zsDY#  
    R2dCp|6A  
    ]L9$JTGF`w  
            更深的分析 >UB ozmF=\  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 [+>cW0a  
    •可以利用这一点来纠正零阶不期望的效率,从而改善均匀性。 kUQdi%3yY;  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 lvIdYf$?  
    ]VHO'z\m  
    $s!2D"wl n  
    'v_VyK*w  
    使用TEA进行性能评估 W3Dtt-)E  
    $qfNEAmDf\  
    h|XLL|:  
    "yc@_+"\+  
    使用FMM进行性能评估 2JLXDkZ  
    mE3M$2}  
    |f< -lB[k  
    Bey|f/ <  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 p$zj2W+sN  
    .dl4f"k  
    VTwJtWnq  
    TW~9<c  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 LV$`bZ  
    uz[5h0c  
    ljw>[wNv  
    FdM xw*}  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 =aJb}X  
    |-.r9;-b  
     
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