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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
    <P c;8[  
    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。 SvD:UG  
    <9?`zo$y  
    5VlF\-  
    x]:B3_qR  
    设计任务 ?yvjX90  
    =,LhMy  
    使用近轴近似的衍射1:7×7分束器的初步设计通过严格分析,进一步优化零阶均匀性和影响 "J3n_3+  
    -O[9{`i]  
    Y!CGuLHL`[  
    .A <n2-  
    光栅级次分析模块设置 b#_u.vP  
                           K_BF=C.k  
    m?<5-"hz  
    使用常规的分束器会话2编辑器,VirtualLabFusion提供了一个指导工具,允许用户一步一步地指定所有影响分束器设计的参数 ]N1gzHaS  
    `~ R%}ID  
    {>>Gc2UT  
    X FvPc  
    @!Q\| <  
    1. 通过应用设计带中的结构设计,所得到的传输函数可以转换为结构轮廓。2. 对于此转换,使用了薄元近似(TEA)。因此,所得到的结构与初始相位函数成正比。 u_ym=N57`  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。4. 要在不同的模拟场景中使用这种结构,需要从组件内部获取实际的采样表面或指定的堆栈。 `z`"0;,7S  
    <ApzcyC  
    )Ft>X9$  
    衍射分束器表面 V?Ye^ -29  
    GvD{I;  
    l":Z. J  
    {@<EVw  
        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。 9vz"rHV  
    /9 soUt  
    {K+]^M  
    5TcirVO82  
    wLH[rwPr  
    dK?vg@|'  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) n/-d56  
    m=%WA5c?  
    u6u1>  
    ,;-55|o\V  
     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。 9\W }p\c  
     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,。 l+i9)Fc<i  
     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。 {afR?3GK  
    M\ {W&o1!  
    L&SlUXyt.c  
    L;k9}HWpP  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 Dz>v;%$S-  
    &5F@u IA  
    gdyP,zMD7  
        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。 /I3>u  
    fu?Y'Qet  
    HX:rVHY  
            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 Y;WHjW(K  
    )mMHwLDwH  
    RA~%Cw4t  
                设计与评估结果            相位功能设计 $^4URH  
                结构设计TEA评价 U.HeIJ#  
    FMM评估            高度标度(公差)  7ehs+GI  
    :TzHI    
    通用设置 l~V^  
    6Q.6  
    o Z#4<7K  
            提供多次运行文档,允许用户执行任意数量的设计,并提供根据特定标准筛选结果的选项。 -I#1xJU  
            通过这种方法获得了以下三个结果:我们将对其进行进一步评估。 8_@#5  
    Ou<Vg\Mu  
    纯相位传输设计 vo_m$/O  
    b:uMO N,H  
    Dpa PRA)x  
    G&/RJLX|w  
    结构设计 &\, ZtaB  
    > %U  
    $pm5G} .  
    Pe_iA_  
    *?Sp9PixP  
            更深的分析 f._FwD  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 ovn)lIs  
    •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。 vpGeG  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 7Bhi72&6  
    K2glkGK  
    .?YLD+\A  
    oX9rpTi  
    使用TEA进行性能评估  v NJ!d  
    \)pT+QxZ  
    /M;A)z  
    SDTX3A1  
    使用FMM进行性能评估 W c"f  
    p Rn vd|  
    g6kVHxh-  
    od\Q<Jm}  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 %usy`4 2  
    ]_yk,}88d  
    eVZ/3o  
    TrHz(no  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 n3t0Qc  
    b[3K:ot+  
    jMvWS71  
    b=!G3wVw<  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 ^y,% Tv>  
    j`Xe0U<  
     
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