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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
    h+d;`7Z>  
    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。 ,$(v#Tz  
    :^L]Da3  
    #$^i x  
    aI#n+PW  
    设计任务 _+Kt=;Y8  
    .7^-*HT}  
    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  s !vROJ  
    l,2z5p  
    40sLZa)e  
    ;GE u.PdxB  
    光栅级次分析模块设置 e9~4wt  
                           !>);}J!e]  
    _o"3gfH&sJ  
    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 wef^o"aP  
    `ha:Gf  
    swgBPJ"?  
    ASU\O3%%  
    y$Noo)Z  
    1. 通过应用设计带中的结构设计,所得到的传输函数可以转换为结构轮廓。2. 对于此转换,使用了薄元近似(TEA)。因此,所得到的结构与初始相位函数成正比。 I*R$*/)  
    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。 -Dm.z16  
    EKw\a  
    ?i=!UN  
    衍射分束器表面 twS3J)UH  
    ABDUp:  
    bbkI}d%(Ng  
    =eLb"7C#0  
        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。 YYh_lAS>  
    L2$L.@  
    .*7UT~o=CS  
    WkIV  
    ,F Vy:"FR  
    dkp[?f)x  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) LkB!:+v |B  
    }]?G"f t K  
    Y"%o\DS*  
    *?"{T;4u~O  
     一般光栅组件提供了薄元近似(TEA)和傅里叶模态方法(FMM)作为解决模型给定的光栅。 e;[8 GE.   
     薄元近似通常产生更快的结果,当结构小于波长的5倍,可能有精度问题,。 3) 0~:  
     傅里叶模态方法允许一个严格的模拟,但需要更高的数值计算。 AAY UXY!  
    @&B!P3{f  
    u.FDe2|[)  
    5/ju it  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 B '/ >Ax&  
    T$;XJx  
    (\>'yW{f  
        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。 BF!zfX?n  
    N+75wtLy&  
    a $%[!vF  
            使用可编程光栅分析仪,用户可以指定应计算的值。例如:总效率、均匀性误差、0阶效率 Acv{XnB  
    rv%[?Ml  
    d~8~RT2m  
                设计与评估结果            相位功能设计 ptQ (7N  
                结构设计TEA评价 (*BW/.Fq  
    FMM评估            高度标度(公差) -=IM8Dny  
    n82Q.M-H  
    通用设置 *)I1gR~  
    W2N7  
    .&xNJdsY  
            提供多次运行文档,允许用户执行任意数量的设计,并提供根据特定标准筛选结果的选项。 f|0QN#$  
            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。 &Qjl|2  
    R*m" '|U  
    纯相位传输设计 qQvb;jO  
    RY< b]|  
    D.`\ ^a  
    j56 An6g  
    结构设计 ulM&kw.4i  
    ,2bAKa  
    %Ege^4PE  
    n#cN[C9  
    [+z:^a1?V  
            更深的分析  0 XzO`*  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 KK$A 4`YoR  
    •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。 ): C4}&l  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 yRkMR$5&  
    0g-ESf``{n  
    ^ ni_%`Ag  
    (=rv `1  
    使用TEA进行性能评估 J}CK|}  
    W<o0Z OO  
    A o$z )<d'  
    ^mQfXfuL  
    使用FMM进行性能评估 /vu!5?S  
    qV,j)b3M  
    fM.|#eLi  
    pSFWNWQ'B  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 F2'cL@E3  
    7gcG|kKT  
    {m:R v&T  
    >~~\==".  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 B$EP'5@b  
    |0p'p$%  
    _xt(II   
    x$DJ  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 Uiw7Y\Im|  
    MX,0gap  
     
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