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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
    K{L.ZH>7  
    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。 K]"Kf{bx  
    PqEAqP  
    JR1 *|u  
    %v4 [{ =fE  
    设计任务 #IX&9 aFB}  
    !_^g8^>2(  
    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 xo~g78jm7,  
    u!1/B4!'O  
    T[2}p=<%  
    #nEL~&  
    光栅级次分析模块设置 gX*K&*q   
                           2k+16/T  
    n,nisS  
    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 +X^4; &  
    D'L{wm  
    )w"0w(   
    6%?A>  
    t)I0lnbs  
    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。 kaFnw(xa  
    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。 qG9qN.|dC  
    g rbTcLSF  
    (~#G'Hd  
    衍射分束器表面 2 sSwDF  
    YzV(nEW  
    n`<U"$*  
    e@j8T gI)  
        为了进一步评估,使用了通用光栅光学设置,其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪,以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 *Nlu5(z  
    Jsn <,4DO8  
    0<&M?^  
    i<iXHBs  
    xIgql}.  
    a8JN19}D  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) N!m%~kS9k<  
    :`J>bHE  
    uaxB -PZ  
    ^saM$e^c:  
     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。 'v`_Ii|-  
     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,。 F^rl$#pCS  
     傅里叶模态方法允许一个严格的模拟,但需要更高的数值计算。 x,1=D~L}  
    S=O$JP79  
    EUZq$@uWL  
    -N z}DW>  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 H[BYE  
    0N VI +Z$  
    U**)H_S/~  
        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。 Z| L2oc e  
    e\.HWV]I  
    F< |c4  
            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 <E}N=J'uJ  
    GCH[lb>IJv  
    h,]+>`b  
                设计与评估结果            相位功能设计 \7 Mq $d  
                结构设计TEA评价 g7Z9F[d  
    FMM评估            高度标度(公差) q?i Cc c  
    oD,C<[(p  
    通用设置 >zR14VO`_|  
    UE7'B?  
    T*\$<-^  
            提供多次运行文档,允许用户执行任意数量的设计,并提供根据特定标准筛选结果的选项。 ;+/NjC1  
            通过这种方法获得了以下三个结果:我们将对其进行进一步评估。 3{pk5_c  
    JUU&Z[6J  
    纯相位传输设计 cY~M4:vgT  
    \G3!TwC%  
    0||F`24  
    P;c0L;/  
    结构设计 Nt,~b^9  
    n?Zf/T  
    +-P<CCvWz  
    -<d(  
    |."G?*  
            更深的分析 -yA3 RP  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 M[z3 f  
    •可以利用这一点来纠正零阶不期望的效率,从而改善均匀性。 ,D8&q?a  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 6$(0Ty  
    1RA }aX  
    MCHOK=G  
    -lnevrl   
    使用TEA进行性能评估 2L[l'}  
    *|poxT G  
    N(BiOLZL6  
    9m~t j_  
    使用FMM进行性能评估 P57GqT  
    u GIr&`S  
    mR,O0O}&  
    sW'6} ^Q  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 <S{7Ro  
    AZBC P  
    0V7 _n  
    '$*[SauAG  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 19&)Yd1  
    R9r)C{63S&  
    F-tFet  
    uAT/6@  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 |Q6h /"2  
    % GVN4y&  
     
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