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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
    W=fs"<  
    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。 @5jJoy(mX@  
    b.V\E Ok  
    jp?;8rS3  
    T5(]/v,UT  
    设计任务 MW*@fl<@?M  
    ,*ZdM w!  
    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 A82Bn|J  
    ,5J-C!C  
    frV *+  
    6 B>1"h%Wf  
    光栅级次分析模块设置 HF>Gf2- C  
                           =g| e- XC  
    (T+fO}0  
    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 ~H"Q5Hr   
    e%. Xya#\  
    F/GfEMSE  
    l,5<g-r V  
    m:U.ao6  
    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。 {nTQc2T?;  
    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。 r#ES|  
    M| r6"~i  
    "#Ov!t  
    衍射分束器表面 ".aypD)W  
    {hYH4a&Hb  
    <5rs~  
    =xz Dpn>f  
        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。 -XNjyXm2  
     }NX9"}/  
    c|?0iN  
     "";[U  
    .u[hK  
    C/AqAW1  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) 4wfT8CL  
    RW19I,d  
    N0A PX4j  
    2E]SKpJ  
     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。 &%3$zgvR  
     薄元近似通常产生更快的结果,当结构小于波长的5倍,可能有精度问题,。 /O@'XWW  
     傅里叶模态方法允许一个严格的模拟,但需要更高的数值计算。 W[B%,Km%]  
    pZ4]K xX@  
    Gd^K,3:. T  
    `R:p-"'b  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 d#~^)r  
    4-l G{I_S:  
    ?M2#fD]e  
        光栅级次分析仪提供了所有衍射阶的效率的概述,作为许多可能的输出。 n27df9L  
    ch2Qk8  
    8$Igo$U-  
            使用可编程光栅分析仪,用户可以指定应计算的值。例如:总效率、均匀性误差、0阶效率 eteq Mg}M  
    FtBYPSGz  
    0sxZa+G0o  
                设计与评估结果            相位功能设计 g )H>Uu5@  
                结构设计TEA评价 Cm)_xnv  
    FMM评估            高度标度(公差) -"*UICd  
    |0!oSNJ  
    通用设置 "$)Nd+ny  
    nsO!   
    We7~tkl(  
            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。 k&Z3v.  
            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。 p4} ,xQzB  
    N 6CWEIJ  
    纯相位传输设计 BLc&q)  
    ;O8Uc&:P  
    j#KL"B_ A  
    96W!~w2xx  
    结构设计 h4@v. GI  
    ,P G d  
    pUs:r0B  
    (#zSVtZ  
    J LOTl.  
            更深的分析 (W*~3/@D  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 1<Vc[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。 \;"$Z 9W  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 ?$ rSbw  
    i={ :6K?^  
    F_8 < tA6  
    }jj@A !N  
    使用TEA进行性能评估 5_4Y/2_|  
    ;Dl< GW3<  
    %;5AF8#c  
    S;0,UgB1  
    使用FMM进行性能评估 SSi-Z  
    B o@B9/ABv  
    ;Od;q]G7L  
    P(z#Wk  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 :Ja]Vt  
    ] r8 hMv  
    R-xWZRl>  
    D9OI ",h  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 ,~ ;_ -  
    "2cJ'n/L  
    Fi8'3/q-^  
    Z1V%pg>]*  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 ^:JZ.r  
    -8- BVU  
     
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