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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
    _?y3&4N)  
    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。 \kf n,m  
    Cg%Owe/E?0  
    =R 4]Kf  
    {O).!  
    设计任务 OwPHp&{ Y  
    yB/F6/B~  
    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 bA2[=6  
    v _:KqdmO]  
    |'JN<?   
    F(Zf=$cx  
    光栅级次分析模块设置 %.wR@9?  
                           i%F2^R@!q/  
    -P-8D6   
    使用常规的分束器会话2编辑器,VirtualLabFusion提供了一个指导工具,允许用户一步一步地指定所有影响分束器设计的参数 'vu]b#l3  
    J>G'H)  
    fv+d3s?h  
    :xq{\"r  
    ePl+ M  
    1. 通过应用设计带中的结构设计,所得到的传输函数可以转换为结构轮廓。2. 对于此转换,使用了薄元近似(TEA)。因此,所得到的结构与初始相位函数成正比。 :;hX$Qz  
    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。 {oF;ZM'r  
    1JdMw$H  
    $%!06w#u  
    衍射分束器表面 _ W#Km  
    7fzH(H  
    6I=xjgwvf  
    $Q}L*4?]  
        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。 J7oj@Or9  
    Zn40NKYc  
    ]Ol w6W?%  
    +t1+1 Zv  
    ,' t&L]  
    [Mc Hl1a  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) "X._:||8  
    uHbbPtk  
    $FIJI^Kd7  
    TOgH~R=  
     一般光栅组件提供了薄元近似(TEA)和傅里叶模态方法(FMM)作为解决模型给定的光栅。 |; mET  
     薄元近似通常产生更快的结果,当结构小于波长的5倍,可能有精度问题,。 ;{&4jcV*  
     傅里叶模态方法允许一个严格的模拟,但需要更高的数值计算。 RhT:]  
    '/Vm[L$d  
    }?Pa(0=U  
     P s|[  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 }weE^9GiJ  
    [AFGh L+t3  
    V4CA*FEA  
        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。 I7SFGO  
    BT;1"l<  
    5 3pfo:1'  
            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 X}h}3+V  
    "Wk K1u  
    mI:D  
                设计与评估结果            相位功能设计 .#a7?LUH  
                结构设计TEA评价  ;0$qT$,  
    FMM评估            高度标度(公差) -Gl!W`$I `  
    0pB'^Q{  
    通用设置 <&B] p  
    CI \O)iB  
    2v4&'C  
            提供多次运行文档,允许用户执行任意数量的设计,并提供根据特定标准筛选结果的选项。 XgKYL<k?S  
            通过这种方法获得了以下三个结果:我们将对其进行进一步评估。 'cIFbjJ  
    tpeMq -  
    纯相位传输设计 )PkGT~3I  
    f4dHOH  
    z5<&}Vh;P  
    zH~g5xgh  
    结构设计 @^-f +o  
    )liNjY@  
    IsFL"Vx  
    i1b3>H*3  
    eISHV.QV  
            更深的分析 j *N^.2  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。  %\B?X;(  
    •可以利用这一点来纠正零阶不期望的效率,从而改善均匀性。 g&ba]?[A  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 GIR12%-EO  
    LA6Ik_-F  
    HC>k/Gk"  
     Bv%dy[I  
    使用TEA进行性能评估 Nii5},  
    \tS| N40  
    '=(yh{W  
    9~iDL|0'~  
    使用FMM进行性能评估 OQyZ'  
    iq 8Hq)I]  
    Pb@$RAU6 3  
    {gDoktC@M  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 ZQ_~ L!ot  
    IY2f$YV  
    A  j>  
    t +CU  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 + J}h  
    XR#?gx.}  
    g%4=T~  
    gvP.\,U  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 0=OvVU;P  
    3[m~6 Ys  
     
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