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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
    )[RpZpd`*  
    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。 Wpa$B )xg  
    CYMM*4#  
    rGAFp,}-f  
    3Y=,r!F.h  
    设计任务 sF, uIr/  
    ?RqTbT@~  
    使用近轴近似的衍射1:7×7分束器的初步设计通过严格分析,进一步优化零阶均匀性和影响 T=O l`?5  
    =NI.d>kvC  
    xQ_:]\EZ  
    )SC`6(GW  
    光栅级次分析模块设置 TosPk(o(  
                           G-ZrM  
    |' !7F9GP  
    使用常规的分束器会话2编辑器,VirtualLabFusion提供了一个指导工具,允许用户一步一步地指定所有影响分束器设计的参数 <m:4g ,6  
    e*6U |+kJ  
    SIJ# ?0,  
    L)j]~^P$-  
    `mWQWx$V!  
    1. 通过应用设计带中的结构设计,所得到的传输函数可以转换为结构轮廓。2. 对于此转换,使用了薄元近似(TEA)。因此,所得到的结构与初始相位函数成正比。 vC s6#PR$  
    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。 Rs^jk)Z:)  
    DPR;$yV  
    ktdz@f  
    衍射分束器表面 9 #.<E5:  
    f45;fT>   
    lsN /$ M|}  
    LJ:mJ#  
        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。 o x03c   
    o$^O<zL  
    :K!GR  
    CAA tco5  
    c g3Cl[s  
    5n-9#J$  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) pXGK:ceFu  
    &! 5CwEIF  
    {IF}d*:  
    RcKQER  
     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。 OYQXi  
     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,。 o9DYr[  
     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。 dVjcK/T<  
    |8&\N  
    1D 3 dYVE  
    }D&"z8mP  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 Ew)n~!s  
    ,k`YDy|#e  
    a 5~G  
        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。 Y#Sd2h,^X  
    QYODmeu  
    35-DnTv  
            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 FkB6*dm-  
    mgJ]@s}9  
    ui0J}DM  
                设计与评估结果            相位功能设计 \#IJ=+z   
                结构设计TEA评价 G!> iqG  
    FMM评估            高度标度(公差) BWqik_  
    1"~O"msb  
    通用设置 ZQgxrZx3  
    @ U7#, G  
    zz+M1n-;o  
            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。 cQUH%7m  
            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.WNykF-  
    $; KQY7  
    纯相位传输设计 ?[NTw./'7A  
    wh7i G8jCz  
    dvrvpDoE.  
    Lv`8jSt\  
    结构设计 4jq`No_  
    %nG~u,_2f  
    7>c 0V&  
    l>[QrRXiSN  
    "`8H:y  
            更深的分析 )f:!#v(K  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 6cgpg+-a  
    •可以利用这一点来纠正零阶不期望的效率,从而改善均匀性。 `gBXeG2fn  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 %Hl:nT2M  
    D!OG307P  
    !)l%EJngL  
    t2!$IHE:  
    使用TEA进行性能评估 +0JH"L5!  
    Rd@n?qB  
    f"Vm'0r  
    ?*MV  ^IY  
    使用FMM进行性能评估 US*<I2ZLh  
    f;_K}23  
    t Sh}0N)  
    qKI4p3&E  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 ,*O{jc`(  
    hBYh90]  
    X&;]  
    JE8p5WaR  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 VK@i#/jm  
    `hQ!*f6  
    %+j]vP  
    ;?Y` e  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 HnKF#<  
    V]CK'   
     
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