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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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    光币
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    光券
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2022-09-06
    G 'CYvV  
    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。 ;z o?o t/  
    Ifj%"RI  
    9QkIMJf0e  
    gWy2E;"a  
    设计任务 TZ:dY x  
    >H?~2O  
    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 NTSKmCvQG  
    %/wfYRp*  
    )Ju$PrO  
    [,qb) &_  
    光栅级次分析模块设置 (z'!'?v;  
                           5G#K)s(QC  
    8;P_KRaE  
    使用常规的分束器会话2编辑器,VirtualLabFusion提供了一个指导工具,允许用户一步一步地指定所有影响分束器设计的参数 p+R8Mo;I  
    I`}x9t  
    =_d-MJy~6  
    !7anJl  
    hN_,Vyf  
    1. 通过应用设计带中的结构设计,所得到的传输函数可以转换为结构轮廓。2. 对于此转换,使用了薄元近似(TEA)。因此,所得到的结构与初始相位函数成正比。 tA9(N>[ *  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。4. 要在不同的模拟场景中使用这种结构,需要从组件内部获取实际的采样表面或指定的堆栈。 B'D 4]EB  
    g$S<_$Iey  
    h_h6@/1l  
    衍射分束器表面 H@8 ;6D  
    q8vRUlf  
    1H,hw  
    Y&DC5T]  
        为了进一步评估,使用了通用光栅光学设置,其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪,以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 9rQpKq:# E  
    U_e e3KKA  
    HltURTbI  
    D\V (r\i  
    d:=:l?  
    QX 393v!  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) JY@x.?N5$  
    V %Rz(a+c  
    zgHF-KEV  
    pmi`Er  
     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。 Yim`3>#t  
     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,。 rDWqJ<8  
     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。 h3:dO|Z  
    :n<<hR0d  
    8fs::}0  
    GGchNt  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 6995r%  
    REwZ41   
    %O3 r>o=  
        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。 kP}91kja  
    ?{I]!gI  
    TJp0^&Q  
            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 K.jm>]'z4;  
    kzLtI w&.  
    [ Lo}_v&  
                设计与评估结果            相位功能设计 G#A& Y$  
                结构设计TEA评价 YG6Kvc6T  
    FMM评估            高度标度(公差) 6?c(ueiL[  
    h47l;`kD-#  
    通用设置 x?|   
    7|Tu@0XXA  
    yjP;o`z%  
            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。 (P N!k0Y  
            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。 ii@O&g  
    Y-WY Q{  
    纯相位传输设计 l`R/WC  
    0oi =}lV  
    cTeEND)  
    #ab=]}2W_g  
    结构设计 5? s$(Lt~  
    ctL@&~*nY  
    ]l'W=_XDg  
    x1kb]0s<-  
    }$ Am;%?p  
            更深的分析 5E/z.5 q  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 dEp?jJP$;  
    •可以利用这一点来纠正零阶不期望的效率,从而改善均匀性。 &` u<KKF6  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 U/oncC5  
    rs R0V+(W  
    b!ZXQn3X<  
     98os4}r  
    使用TEA进行性能评估 r^k:$wJbRK  
    ~o+HAc`=v  
    M"]~}*  
    >]k'3|vV  
    使用FMM进行性能评估 '%`W y@  
    !#nlWX :~  
    2 c <Qh=  
    @hiwq 7[j  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 1;[\xqJ  
    gC#PqK~  
    J..>ApX  
    "K z=Z C  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 h&Ehp   
    por[p\M.  
    v3+ \A q   
    3I?? K)Yl  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 J8$G-~MeJ  
    x(z[S$6Y\  
     
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