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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
    Yw `VL)v(y  
    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。 n\Nl2u& m  
    nVD YAg'  
    2uEu,YC  
    5}ah%  
    设计任务 $Yc9><i  
    w:v:znQrW  
    使用近轴近似的衍射1:7×7分束器的初步设计通过严格分析,进一步优化零阶均匀性和影响 XPKcF I=  
    N"y4#W(Z@  
    +(0eOO'\M  
    EG6fC4rfC  
    光栅级次分析模块设置 #n r1- sf|  
                           6 [E"  
    SF7 Scd  
    使用常规的分束器会话2编辑器,VirtualLabFusion提供了一个指导工具,允许用户一步一步地指定所有影响分束器设计的参数 {\I \4P  
    K6oLSr+EAK  
    I^=M>_ s4  
    n9DFa3  
    Y.J$f<[R  
    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。 Gx($q;8  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。4. 要在不同的模拟场景中使用这种结构,需要从组件内部获取实际的采样表面或指定的堆栈。 cyyFIJj]  
    GYO"1PM  
    xH uyfQLk  
    衍射分束器表面 ?Fu.,srt  
    AaVlNjB  
    "H8N,eb2  
    XlPy(>  
        为了进一步评估,使用了通用光栅光学设置,其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪,以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 T8LwDqio  
    ,H8P mn?  
    Dlp::U*N'  
    aL}_j#m{  
    ~MF. M8  
    !WXSrICX[  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) fsoS!6h0k  
    qS>el3G  
    =UN:IzT  
    gO%3~f!vY#  
     一般光栅组件提供了薄元近似(TEA)和傅里叶模态方法(FMM)作为解决模型给定的光栅。 1|--Xnv  
     薄元近似通常产生更快的结果,当结构小于波长的5倍,可能有精度问题,。 wvD|c%   
     傅里叶模态方法允许一个严格的模拟,但需要更高的数值计算。 T=vI'"w  
    {1[8,Ho  
    i fUgj8i_  
    .E(Ucnz/  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 ?FyA2q!  
    =zdRoXBY[b  
    , {^g}d8  
        光栅级次分析仪提供了所有衍射阶的效率的概述,作为许多可能的输出。 p{Uro!J,K  
    xp = ]J UQ  
    } 2KuY\5\i  
            使用可编程光栅分析仪,用户可以指定应计算的值。例如:总效率、均匀性误差、0阶效率 :v`o="  
    h1$,  
    \oyr[so(i  
                设计与评估结果            相位功能设计 Gwe9< y  
                结构设计TEA评价 ^<c?Ire  
    FMM评估            高度标度(公差) uP.3(n[&  
    t V</ x0#  
    通用设置 NeH^g0Q2,g  
    'tekne  
    L,$9)`j  
            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。 ;IyQqP#,<  
            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。 p)`JVq,H/B  
    G 9;WO*  
    纯相位传输设计 :7gIm|2"]  
    {>#Ya;E  
    5K0Isuu>>  
    $P$OWp?b  
    结构设计 t5S S]  
    ~O!v?2it8q  
    *5^h>Vk/  
    ]'Bz%[C)  
    lq74Fz&(  
            更深的分析 o}BaZ|iZ2  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 WE\V<MGS/  
    •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。 IIzdCa{l  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 z?7pn}-  
    b$hQB090  
    @>?&Mw\c  
    (c;$^xZK  
    使用TEA进行性能评估 >Gkkr{s9  
    *&7Av7S  
    i9Qx{f88  
    rLVS#M#&e>  
    使用FMM进行性能评估 ^vUdf.n9  
    8d-_'MXk3  
    =4G9ev 4  
    \%UA6uj  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 Y`%:hvy~  
    Q!c*2hI  
    1Ypru<.)W  
    ^XV$J-  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 nCt:n}+C7  
    US-P>yF  
    l78zS'  
    Y>r9"X| &H  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 k z<We/  
     vO 3fAB  
     
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