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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
    (FuIOR  
    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。 <hT\xBb:  
    0mw1CUx9K  
    "gM^o  
    b7Y g~Lw  
    设计任务 (IJNBJb  
    n*4`Tduu^  
    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(Povq  
    cHFi(K]|1  
     ;C]Ufk  
    Tc2.ciU  
    光栅级次分析模块设置 QFh1sb)]d)  
                           v=`yfCX-qX  
    lQA5HzC\  
    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 {.Tx70kn  
    &&ioGy}1  
    ^xo<$zn  
    UA[`{rf  
    5*0zI\  
    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。 ,'#TdLe  
    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。 kmB!NxF>)F  
    F_-Lu]*  
    $JE,u' JQ  
    衍射分束器表面 b*|~F  
    .Po"qoGy  
     0^;2  
    : =QX^*  
        为了进一步评估,使用了通用光栅光学设置,其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪,以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 L"_X W no  
    +9)Jtm oL  
    K!|eN_1A  
    H`EhsYYK  
    A q i:h]x  
    ?vXgHDs^T  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) _0/unJl`  
    tjdPi a  
    WhPP4 #  
    Hq@+m!  
     一般光栅组件提供了薄元近似(TEA)和傅里叶模态方法(FMM)作为解决模型给定的光栅。 3^xUN|.F*V  
     薄元近似通常产生更快的结果,当结构小于波长的5倍,可能有精度问题,。 b|#=kPVgL}  
     傅里叶模态方法允许一个严格的模拟,但需要更高的数值计算。 nF3}wCe)  
    ^$c#L1 C  
    Mk! Fy]3  
    4;`z6\u9-  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 rb?7i&-  
    R|; BO:S1  
    .ZXoRT  
        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。 .35(MFvq!  
    ~uQ*u.wi  
    =~^b  
            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 -YoL.`s1   
    kUT2/3Vi  
    )ycI.[C  
                设计与评估结果            相位功能设计 ;$p!dI\-Q  
                结构设计TEA评价 W/'1ftn?D  
    FMM评估            高度标度(公差) *_V+K  
    ]ua3I}_B6v  
    通用设置 ]HKt7 %,  
    ?d')#WnC  
    (qn=BP I  
            提供多次运行文档,允许用户执行任意数量的设计,并提供根据特定标准筛选结果的选项。 o |$D|E  
            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。 d)%WaM%V  
    +{UY9_~\3  
    纯相位传输设计 r" H::A  
    xd Z$|{,  
    /$^Tou/v  
    I{Du/"r#  
    结构设计 F)3+IuY  
    ~Xi@#s~  
    R'BB-  
    1NYR8W]2  
    !Ko2yn}6l  
            更深的分析 0R x#Fm  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 vPkLG*d 8  
    •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。 !gh8 Qs  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 {3Inj8a=?A  
    yT ^x0?U  
    =m.Nm-g  
    l 9K`+c+t  
    使用TEA进行性能评估 \J LGw1F  
    Q14zc0N  
    q4ROuE|d  
    Nt>^2Mv   
    使用FMM进行性能评估 0U42QEG2  
    q,v<:sS9T  
    3%v)!dTa<^  
    GDu^P+^  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 7x)Pt@c  
    Okq,p=D6  
    =v2 |QuS$  
    ^PG"  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 +!lDAkW0  
    k 9i W1  
    WJ{Iv] }9  
    <4r8H-(%  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 ZTmy}@l  
    Xhe& "rM  
     
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