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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
    2jC\yY |PN  
    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。 ]Jq e)o  
     Z.JTq~`I  
    lsi8?91  
    .#|pje^  
    设计任务 k#[s)Ja?s  
    JY16|ia  
    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 w[-Bsf  
    ;v\n[  
    _R6> Ayw*  
    6'zy"UkH  
    光栅级次分析模块设置 V.1sZYA9  
                           _jz=BRO$  
    iN*@f8gf  
    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 _: K\v8  
    ?#m5$CFp  
    9n7d "XD2  
    a=dN.OB}F7  
    cj *4 XYu  
    1. 通过应用设计带中的结构设计,所得到的传输函数可以转换为结构轮廓。2. 对于此转换,使用了薄元近似(TEA)。因此,所得到的结构与初始相位函数成正比。 LAeXe!y  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。4. 要在不同的模拟场景中使用这种结构,需要从组件内部获取实际的采样表面或指定的堆栈。 d]]qy  
    'CX KphlWs  
    Jhc S  
    衍射分束器表面 rge/jE,^~Z  
    f14c} YY  
    qfU3Cwy  
    9iE66N>z  
        为了进一步评估,使用了通用光栅光学设置,其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪,以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 _JH6bvbQ  
    YBP{4Rl  
    8^lXM-G-  
    Apn#o2  
    e+[J9;g  
    2}twt  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) i_"I"5pBF  
    nC^'2z  
    xo$ZPnf(zv  
    ?H&p zY~H  
     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`u~Jx8.*  
     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,。 U?QO'H 5  
     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。 :y)'qv[  
    %}[??R0  
    l ;uEw  
    5z _)  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 F@BNSs N=  
    @!$NUY8,A#  
    x-<dJ}`  
        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。 UL/>t}AG  
    ; F=_ozWV*  
    $$@Tgkg?o  
            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*k4&l  
    >@"j9  
    O 2U/zF:X  
                设计与评估结果            相位功能设计 (`xc3-,  
                结构设计TEA评价 ARE~jzakg  
    FMM评估            高度标度(公差) &BgaFx**  
    PewLg<?,G4  
    通用设置 9O"?T7i"#  
    S,H{\c  
    zP9 !fA  
            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。 P(`IY +  
            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。 dY,'6 JzC  
    oZ}e w!V  
    纯相位传输设计 }5k"aCno  
    D1f=f88/}  
    61'7b`:(hi  
    v>XE]c_  
    结构设计 Ssj'1[%  
    ^tv*I~>J!  
    ^{w&&+#,q  
    g@Zc'g/XB  
    9YJb~tuZ73  
            更深的分析 A-W7!0  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 W.a/k7 p  
    •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。 YblRwic  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 1jL?z6S  
    k=@Q#=;*[W  
    n'ro5D  
    g=pDC+  
    使用TEA进行性能评估 J0#% *B  
    Q-"FmD-Yw  
    >b?,zWiw  
    gDsZbmR  
    使用FMM进行性能评估 ty78)XI  
    =4zsAa  
    ,'!&Z *  
    $H#&.IjY  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 BXdT;b"J(  
    1Jahu!c?  
    +,MzD'(D  
    R9W(MLe58  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 eYagI  
    *f(}@U  
    .JiQq]  
    /EC m  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 C.@zVt  
    /eI38>v  
     
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