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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
    y=)xo7 (  
    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。 hqKftk)+  
    }}'0r2S  
    mt(2HBNoz  
    qJZ5w }  
    设计任务 (n,!v)  
    :"oQ _bLT  
    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 R~R?0aq  
    7FiQTS B:  
    ]wQ#8}zO  
    eJ23$VM+9  
    光栅级次分析模块设置 _v9P0W^.7  
                           <8Zm}-U  
    "me a*-XB  
    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 \)Bws `  
    c)tG1|Og]  
    kr|u ||  
    ![,W?  
    cj!Ew}o40D  
    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。 _V`Gmy[]p  
    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。 ?Gq|OT 8  
    I;<aJo6Yl  
    TEK]$%2  
    衍射分束器表面 1[;~>t@C  
    :sY pZX1  
    u`]J]gE  
    hZ obFf  
        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。 ;x=k J@  
    JP t=~e(  
    tJQFhY  
    Oa'DVfw2J  
    f/Lyc=- ]  
    7jZ=+2  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) / ao|v  
    $bd&$@sA  
    kT+Idu  
    tC,R^${#  
     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。 |Ts|>"F'  
     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,。 x@ZxV*T^  
     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。 i@C1}o-/  
    : ;nvqbd  
    xSQ:#o=8G  
    "0(H! }D  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 QyGTm"9l  
    s5DEuu>g  
    J\BTrN7  
        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。 hw@ `Q@  
    'V=i;2mB*  
    bk-veJR  
            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 ky`xBO =  
    <R TAO2  
    ]}wo$7pO  
                设计与评估结果            相位功能设计 q;^Q1[Ari  
                结构设计TEA评价 8+>r!)Q+  
    FMM评估            高度标度(公差) <@DF0x!  
    LovVJ^TD0i  
    通用设置 P9Yw\   
    ]Cfjs33H  
    BP&T|s  
            提供多次运行文档,允许用户执行任意数量的设计,并提供根据特定标准筛选结果的选项。 g9A8b(>F&@  
            通过这种方法获得了以下三个结果:我们将对其进行进一步评估。 P;V$%r`yD  
     =V- ^  
    纯相位传输设计 6%hr]>L  
    "G^Z>Z-`  
    &DX&*Xq2  
    0%Y8M` ~s7  
    结构设计 $S_xrrE#  
    W:s>?(6?  
    zz)[4G  
    XB8g5AxR  
    B#>7;xy>  
            更深的分析 AG3iKk??T  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 =N62 ){{  
    •可以利用这一点来纠正零阶不期望的效率,从而改善均匀性。 " vW4"R6  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。  }de {-  
    }#u.Of`6"  
    @>r3=s.Q  
    DLigpid  
    使用TEA进行性能评估 @O!BQ^'hk#  
    ~HFqAOr  
    Ihd{ @6m  
    {Dc{e5K  
    使用FMM进行性能评估 eHQS\n  
    k10g %K4g  
    88@" +2  
    d@$]/=%  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 >@g+%K]  
    ^\ N@qL  
    eWN[EJI<  
    ;p/%)WW  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 AYVkJq?  
    yDuMn<=3  
    0eGz|J*7  
    AHo4% 5  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 YB`;<+sY  
    #j+0jFu  
     
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