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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
    *}-X '_  
    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。 Nh^T,nv*l  
    'u@ )F`  
    D}>pl8ke~g  
    1j`-lD  
    设计任务 ug.mY=n '  
    E!8FZv8  
    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 =!*e; L  
    |h\e(_G \  
    +?w 7Nm`  
    &BY%<h0c  
    光栅级次分析模块设置 rr>QG<i;G  
                           X};m\Bz  
    X|TEeE c[L  
    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 nL%;^`*8  
    mS p -  
    Hzcy '  
    1XSA3;ZEc  
    9z$]hl  
    1. 通过应用设计带中的结构设计,所得到的传输函数可以转换为结构轮廓。2. 对于此转换,使用了薄元近似(TEA)。因此,所得到的结构与初始相位函数成正比。 #v0"hFOH,  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。4. 要在不同的模拟场景中使用这种结构,需要从组件内部获取实际的采样表面或指定的堆栈。 5x(`z   
    o]t6u .L  
    Kfa7}f_  
    衍射分束器表面 ig4wwd@|  
    K kP}z  
    u_;*Ay  
    +FfT)8@W  
        为了进一步评估,使用了通用光栅光学设置,其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪,以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 nm'sub  
    D>+&= 5{  
    kT&-:: ^R  
    0#pjfc `:  
    ^1s!OT Is  
    1+~JGY#   
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) bY|%ois4  
    WPygmti}Be  
    ,d(F|5 M:  
    veFl0ILd  
     一般光栅组件提供了薄元近似(TEA)和傅里叶模态方法(FMM)作为解决模型给定的光栅。 VUC  
     薄元近似通常产生更快的结果,当结构小于波长的5倍,可能有精度问题,。 vA2@Db}  
     傅里叶模态方法允许一个严格的模拟,但需要更高的数值计算。 `zGK$,[%  
    F1J Sf&8  
    (# Z2  
    BIEc4k5(  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 M>D 3NY[,  
    IT! a)d  
    )z&0 g2Am  
        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。 +-&N<U  
    c9-$t d&  
    e4p:Zb:  
            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 fu?5gzT+b  
    /e1m1B  
    C7[ge&  
                设计与评估结果            相位功能设计 %Fig`qX  
                结构设计TEA评价 X0 O0Y>"  
    FMM评估            高度标度(公差) ;>QED  
    et(/`  
    通用设置 CP_ ?DyWU  
    vDZhoD=VR  
    TU&6\]yF_  
            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}uFp|df<  
            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。 E/|]xKG  
    ePdM9%  
    纯相位传输设计 ZKzXSI4  
    sfNXIEr^  
    jY EB`&  
    EF=.L{  
    结构设计 ^wPKqu)^  
    '\\dh  
    RBIf6oxdE  
    i/9QOw~  
    M[$(Pu  
            更深的分析 'c<vj jIg  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 Nr=ud QA{  
    •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。 6kuN)  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 *( YtO  
    I'2:>44>I6  
    @/*{8UBP  
    6NH.!}"G9  
    使用TEA进行性能评估 lS]<~  
    <8Ek-aNNt  
    WLW'.  
    /AV [g^x2  
    使用FMM进行性能评估 x7K   
    s:lar4>kM  
    %^[45e  
    (__=*ew  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 YW "}hU  
    $T{,3;kt  
    *cx mQ  
    .Gq.st%  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 =MDir$1Z  
    kCfSF%W&  
    LO]D XW 9  
    ZOc1 vj  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 J2Y-D'*s  
    "r @RDw   
     
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