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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
    !_H8Q}a  
    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。 3nC#$L-   
    um2s^G  
    _QUu'zJ  
    as |c`4r\O  
    设计任务 qs1.@l("  
    bW.zxQ :  
    使用近轴近似的衍射1:7×7分束器的初步设计通过严格分析,进一步优化零阶均匀性和影响 wp*&&0O!  
    To{G#QEgG  
    "q>I?UcZ  
    pMZf!&tM  
    光栅级次分析模块设置 :Z]hI+7  
                           3/IWO4?_  
    })Mv9~&S  
    使用常规的分束器会话2编辑器,VirtualLabFusion提供了一个指导工具,允许用户一步一步地指定所有影响分束器设计的参数 {G1aAM\Hz  
    &G|jzXE  
    xnuv4Z}]t  
    p2c=;5|/Q  
    ecqz@*d&  
    1. 通过应用设计带中的结构设计,所得到的传输函数可以转换为结构轮廓。2. 对于此转换,使用了薄元近似(TEA)。因此,所得到的结构与初始相位函数成正比。 O-!fOdX8_k  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。4. 要在不同的模拟场景中使用这种结构,需要从组件内部获取实际的采样表面或指定的堆栈。 XvkI +c  
    ;n7|.O]*  
    q|$>H6H4b  
    衍射分束器表面 !0csNg!  
    } .H Fm'p  
    $X=D9h  
    t6g)3F7T  
        为了进一步评估,使用了通用光栅光学设置,其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪,以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 &G@-yQ  
    r~G]2*3  
    rE{Xo:Cf  
    cYWy\+  
    P2Qyz}!wo  
    Ril21o! j  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) V3A>Ag+^~  
    +x9"#0|k;  
    yK%GsCJd:  
    & A9A#It  
     一般光栅组件提供了薄元近似(TEA)和傅里叶模态方法(FMM)作为解决模型给定的光栅。 Y K?*7  
     薄元近似通常产生更快的结果,当结构小于波长的5倍,可能有精度问题,。 Ux)p%-  
     傅里叶模态方法允许一个严格的模拟,但需要更高的数值计算。  kulQR>u  
    U_}A{bFG  
    l@Eq|y,  
    Ad`[Rt']kI  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 6`4W,  
    A?;8%00  
    '=K of1  
        光栅级次分析仪提供了所有衍射阶的效率的概述,作为许多可能的输出。 kF+}.x%  
    ,JQxs7@2k  
    'Elj"Iiu  
            使用可编程光栅分析仪,用户可以指定应计算的值。例如:总效率、均匀性误差、0阶效率 2htA7V*dD  
    ,y8I)+  
    Z?~d']XD  
                设计与评估结果            相位功能设计 +>!B(j\gx  
                结构设计TEA评价 8pq-nuf|K  
    FMM评估            高度标度(公差) Yf!*OGF  
    +F7<5YW&(  
    通用设置 x'@32gv  
    inPdV9  
    ~[uV  
            提供多次运行文档,允许用户执行任意数量的设计,并提供根据特定标准筛选结果的选项。 4g6ksdFQ  
            通过这种方法获得了以下三个结果:我们将对其进行进一步评估。 ,na=~.0R:  
    x'M^4{4[  
    纯相位传输设计 C'8!cPFVv  
    .W@(nQ-<  
    i (%tHa37  
    F[7Kw"~J  
    结构设计 DD@)z0W  
    I| W'n-4Y  
    /Oggt^S  
    R*Xu( 89  
    5U)ab3 :  
            更深的分析 !O F?xW  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 U50s!Z t45  
    •可以利用这一点来纠正零阶不期望的效率,从而改善均匀性。 +w k]iH  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 { p!_-sL  
    WG8iTVwx  
    F%PwIB~cy  
    7ZV~op2Q  
    使用TEA进行性能评估 p- "Z'$A`  
    q?imE~&U  
    {ywXz|TP  
    GJIWG&C03  
    使用FMM进行性能评估 "xDx/d8B  
    B=Zl&1  
    jJ*@5?A  
    ^nHB1"OCV  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 Q5p+W  
    aE7u5 PM  
    C5PmLiOHY>  
    (2 T#/$  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 wovmy{K  
    Cdp]Nv6  
    ^s^ JzFw  
    @cuD8<\i  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 i<4>\nc  
    o%Be0~n'  
     
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