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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
    NLF6O9  
    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。 : 5<u!-}  
    T/ TMi&:?.  
    s:Io5C(  
    n$y@a? al  
    设计任务 Gc{s?rB_  
    HR$;QHl~F  
    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 {=<m^ 5b9  
    #qg(DgH 7  
    n ?+dX^j  
    =JfSg'7  
    光栅级次分析模块设置 \#q|.d$ u  
                           p _q]Rt  
    (bON[6OGm  
    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 >^ zbDU1wT  
    .yb=I6D;<3  
    X!!3>`|  
    I hPX/P  
    H:_R[u4r  
    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 #}R4z  
    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。 *1CZRfWI  
    0=V -{  
    d{:0R9  
    衍射分束器表面 |7%#z~rT  
    i'`[dwfS  
    R/?ZbMn]!  
    lq }g*ih  
        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。 G2 !J`}  
     Or,W2  
    \cW9"e'  
    U['|t<^uf  
    fe!{vrS  
    vw[i.af  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) }<qT[m  
    &~sirxR p  
    )l[bu6bM  
    5Za%EaW%G  
     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。 l{4rKqtX  
     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,。 p@iU9K\,  
     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。 sG8G}f  
    JpC_au7CX  
    2tI,`pSU  
    ^s_7-p])(  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 x f<wM]&  
    0=Mu|G|Z  
    +S ],){  
        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。 gt)wk93d>  
    s0*@zn>h  
    xvTz|Y  
            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 *m*sg64Zw  
    @"__2\ 0  
    (fcJp)D  
                设计与评估结果            相位功能设计 I@q(P>]X9  
                结构设计TEA评价 a<CACWsN.T  
    FMM评估            高度标度(公差) B<oBo&uA  
    vXT>Dc2\!  
    通用设置 ^wxpinJ>  
    }0idFotck  
    M*2 Nq=3  
            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。 3H ,?ZFFGz  
            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。 dq^vK  
    Q?/qQ}nNw  
    纯相位传输设计 "WZ|   
    7mtX/w9  
    M$UZn  
    a9y+FCA  
    结构设计 tQ(4UHqa~  
    Nx=rw h  
    IQeiT[TF  
    1:22y:^j  
    AA<QI'6  
            更深的分析 lb\VQZp!y  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。  D`3`5.b  
    •可以利用这一点来纠正零阶不期望的效率,从而改善均匀性。 +0g L!r  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 ?}"39n  
    T( fcE  
    -_ <z_IL\%  
    %jn)=;\  
    使用TEA进行性能评估 vp(ow]Q  
    }56WAP}Z 4  
    D|$Fw5!^k6  
    .FC|~Z1T<F  
    使用FMM进行性能评估 XeX` h_  
    @7K(_Wd  
    ' r/xBj[Z  
    n50W HlMtt  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 N5.B"l  
    uR6 `@F  
    ~3Y4_b5E  
    {A'_5 X9  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 ?z&5g-/b  
    w|c200Is}e  
    _$i)bJ  
    qKTzigjj  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 XIn,nCY;  
    ^@^K <SVc  
     
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