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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
    F>0[v|LG  
    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。 @Y~R*^n"}  
    g@va@*|~d  
    /-.i=o]b  
    3y9K'  
    设计任务 B4<W%lm  
    h27awO Q  
    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 oj6b33z  
    @-~ )M_  
    %|3I|'%Y  
    &!y7PWHJ  
    光栅级次分析模块设置 (&w'"-`  
                           v[aFSXGj)  
    9'qU4I  
    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 fcuU,A  
    0{8^)apII  
    r@2{>j8  
    5i+0GN3nd  
    j &#A 9!  
    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。 #q06K2  
    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。 c\n&Z'vK  
    6(Qr!<  
    ?HP54G<{xz  
    衍射分束器表面 =?*6lS}gy  
    PFqc_!Pm  
    gbf-3KSp^  
    6O`s&T,t  
        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。 Y4\BHFq  
    62R9 4  
    eYER "E  
    hdw-gem{?  
    -`iXAyr)m  
    oBA]qI  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) 92@/8,[  
    uN:|4/;{&  
    Wz}8O]#/.  
    .H M1c  
     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。 uB(16|W>S  
     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,。 Zy}Qc")Z  
     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。 RGeM.  
    23lLoyN  
    p)t1] <,Of  
    9>t  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 a?zn>tx  
    ;B35E!QJ  
    q(i^sE[y  
        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。 2(-J9y|  
    c]#+W@$  
    y^rcUPLT  
            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 Kk}|[\fW  
    S~ dD;R  
    J3]!<v=  
                设计与评估结果            相位功能设计 &=1A g}l57  
                结构设计TEA评价 "[PxLq5  
    FMM评估            高度标度(公差) m15MA.R>  
    W"m\|x  
    通用设置 DcNQ2Zz?%  
    m])!'Pa( =  
    5E~?hWAv  
            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。 j>2Jw'l;?  
            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。 (M1HNIM;(  
    p.r \|  
    纯相位传输设计 0WasE1t|  
    l7 +#gPA  
    Q9(J$_:  
    56;(mbW  
    结构设计 0_}^IiG  
    U~~Y'R\ NU  
     T4}SF  
    a@|/D\C  
    [}7j0&  
            更深的分析 dDuT,zP  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 U({20  
    •可以利用这一点来纠正零阶不期望的效率,从而改善均匀性。 Uoskfm  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 y8Q96zi  
    dXkgWLI~  
    -#=y   
    L53qQej<  
    使用TEA进行性能评估 x=+R0ny  
    "2>I?  
    A)5-w`1  
    @S/PB[%S  
    使用FMM进行性能评估 45Z"U<I,9  
     #RE  
    Z_ Gb9  
    {K{&__Nk  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 lpW|GFG  
    T Y|5O! <  
    kmJ {(y)w  
    x^UE4$oo  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 _3q%  
    G1; .\i  
    ~, hPi  
    VZOf|o  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 oDyrf"dl  
    J 4$^Hr  
     
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