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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
    t[3Upe%  
    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。 60hf)er  
    X_=oJi|:  
    Va9vDb6  
    4$_8#w B1&  
    设计任务 KnbP@!+c  
    Q9rE_} Z  
    使用近轴近似的衍射1:7×7分束器的初步设计通过严格分析,进一步优化零阶均匀性和影响 {0e5<"i  
    DrW]`%Ql  
    !WbQ`]uN/#  
    YP#OI 6u  
    光栅级次分析模块设置 Wmp\J3  
                           F*Qw%  
    S>**hM U%  
    使用常规的分束器会话2编辑器,VirtualLabFusion提供了一个指导工具,允许用户一步一步地指定所有影响分束器设计的参数 Z5NuLB'  
    Z3[,Xw  
    "ebn0<cZ  
    }De)_E\~  
    9N9|hy  
    1. 通过应用设计带中的结构设计,所得到的传输函数可以转换为结构轮廓。2. 对于此转换,使用了薄元近似(TEA)。因此,所得到的结构与初始相位函数成正比。 's*UU:R  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。4. 要在不同的模拟场景中使用这种结构,需要从组件内部获取实际的采样表面或指定的堆栈。 p-ry{"XA  
    &9^c-;Vs  
    k"AY7vq@!P  
    衍射分束器表面 C?b Mj[$  
    L@v0C)  
    ,(lD5iN  
    6#dx%TC  
        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。 4CNK ]2  
    !n !~Bw  
    J,jl(=G  
    t6~|T_]  
    >O~xu^N?  
    @Wdnc/o]  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA)  vlE#z  
    xXLKL6F(\  
    P^&+ehp  
    r}XD{F}"  
     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。 $KtMv +m"  
     薄元近似通常产生更快的结果,当结构小于波长的5倍,可能有精度问题,。 7_A(1Lx/l7  
     傅里叶模态方法允许一个严格的模拟,但需要更高的数值计算。 g%^Zq"  
    ;/ p)vR  
    [rGR1>U?i  
    ]\Ez{MdAT  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 y<B "  
    ]>x674H  
    6s>PZh  
        光栅级次分析仪提供了所有衍射阶的效率的概述,作为许多可能的输出。 `SOaQ|H  
    ZP?](RV>xg  
    eeuAo&L&  
            使用可编程光栅分析仪,用户可以指定应计算的值。例如:总效率、均匀性误差、0阶效率 (A"oMnjWd  
    _Z9I')  
    N[=nh)m7b  
                设计与评估结果            相位功能设计 )v'3pTs2  
                结构设计TEA评价 Vd|/]Zj  
    FMM评估            高度标度(公差) w6Ue5Ix,!  
    \QYs(nm?k  
    通用设置 'O2{0  
    RU[{!E  
    q-p4k`]  
            提供多次运行文档,允许用户执行任意数量的设计,并提供根据特定标准筛选结果的选项。 yp!Xwq#n  
            通过这种方法获得了以下三个结果:我们将对其进行进一步评估。 QULrE+@  
    /&vUi7'  
    纯相位传输设计 mo <g'|0  
    !'n+0  
    MQp1j:CK  
    }p."7(  
    结构设计 \b~zyt6-  
    7%L-;xcr]B  
     #]n[  
    m|e!1_ :H  
    [gD02a: u  
            更深的分析 0(0Ep(Vj  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 =]"[?a >  
    •可以利用这一点来纠正零阶不期望的效率,从而改善均匀性。 5>$*#0%"}  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 DlTV1X-^1  
    `s@1'IG;R_  
    EYMwg_  
    SyTcp?H  
    使用TEA进行性能评估 )]rGGNF*  
    '(I"54W  
    "xYMv"X  
    ]uj H7T  
    使用FMM进行性能评估 7Nx@eoZ  
    #& R x(  
    L"#Tas\5  
    b abDLaC@  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 )HR'FlxOd  
    <K|_M)/9  
    vPpbm  
    c]&(h L  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 6lsU/`.  
    ;LthdY()n(  
    9OP d'f  
    w QwY_ _  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 B.|2w  
    ^#XxqVdPk  
     
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