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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
    q0NFz mG  
    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。 X>8,C^~$1  
    l)9IgJ|<b  
    M@R"-$Z  
    g%&E~V/g$  
    设计任务 se\fbe^0  
    C3}:DIn"w  
    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 iX$G($[l(  
    {1)A"lQu  
    F{0\a;U@^  
    P9/ (f$=  
    光栅级次分析模块设置 /~Y\KOH|  
                           WeM38&dWY  
    T&lgWOls  
    使用常规的分束器会话2编辑器,VirtualLabFusion提供了一个指导工具,允许用户一步一步地指定所有影响分束器设计的参数 ysz =Xw  
    eR$@Q  
    3PE.7-HF  
    {Sf[<I  
    C(ij_>  
    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。 UGSZg|&6#*  
    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。 hx9{?3#  
    a_RY Yj  
    p?i.<Z  
    衍射分束器表面 L}`/v]E"eU  
    t(u2%R4<d  
    @@AL@.*  
    }|.<EkA  
        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。 ~[HzGm%  
    <y@v v  
    i>YS%&O?  
    'XK 'T\m  
    6kYluV+j  
    L,}'ST  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) JT?u[p Q^  
    w:t~M[kTW  
    XwY,xg&o  
    G-d7}Uz ?  
     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。 'z ?Hv  
     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,。 N d].(_  
     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。 7?*+,Fo#  
    ;7'O=%  
    q&25,zWD  
    *?FVLE  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 p F{jIXu  
    -G(me"Cu  
    O] @E8<?^  
        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。 <Ht"t]u*Bn  
    vGkem J^/  
    =W~7fs  
            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 IRN,=  
    Pk;\^DRC  
    DpRMXo[  
                设计与评估结果            相位功能设计 C%z)D1-  
                结构设计TEA评价 2][9Wp  
    FMM评估            高度标度(公差) Gyq 6?  
    '(.5!7?Qc  
    通用设置 yaR>?[h  
    y98FEG#S}  
    |'h (S|  
            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。 "t0^4=c+7  
            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。 q3x"9i `  
    tu\XuDk y  
    纯相位传输设计 B4y_{V  
    2FMmANH0ev  
    3"h*L8No  
    &<t%u[3  
    结构设计 2Re8rcQQU  
    JP>EW&M  
    K(+=V)'Dz  
    L^JU{\C  
    ZFtx&vr P  
            更深的分析 ~su>RolaX  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 Gdow[x  
    •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。 [+\He/M6  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 eKiDc=@  
    w|f+OlPXq  
    % !@E)%d0  
    <f>77vh0  
    使用TEA进行性能评估 nt2b}u>*  
    Ue}1(2.v  
    G<CD 4:V  
    m6i ,xn  
    使用FMM进行性能评估 TAYh#T=S  
    Ic'D# m  
    #(tdJ<HvC|  
    R>bg3j  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 A|"T8KSMB  
    EID-ROMO  
    y3efie {J  
    lV'?X%  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 EB3/o7)L  
    #6M |T+ =  
    n*[ZS[I  
    ;mpYcpI  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 _WS8I>  
    ew\:&"@2]w  
     
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