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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
    *OsQ}onv  
    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。 I;(L%TT `  
    |aS.a&vwR  
    9;u@q%;!k  
    xm~`7~nFR  
    设计任务 ksUcx4;a@F  
    k]|~>9eY]  
    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 T3<4B!UB&  
    |syR6(U}  
    AV]2 euyn  
    U< fGGCw  
    光栅级次分析模块设置 ec;o\erPG  
                           WE#^a6  
    pah'>dAL  
    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 {}n^cq  
    Dml;#'IF3  
    [|$h*YK  
    O=t_yy  
    YkSl^j[DHs  
    1. 通过应用设计带中的结构设计,所得到的传输函数可以转换为结构轮廓。2. 对于此转换,使用了薄元近似(TEA)。因此,所得到的结构与初始相位函数成正比。 CK@@HSm}l  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。4. 要在不同的模拟场景中使用这种结构,需要从组件内部获取实际的采样表面或指定的堆栈。 ;igIZ$&  
    ^{`exCwM x  
    ="H`V V_  
    衍射分束器表面 2]*OQb#O6e  
    !f [_+CD  
    (ZZ8L-s  
    cV6D<,)  
        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。 JH9J5%sp  
    0s[Hkhls  
    r l%  
    W{+2/P  
    #c!lS<z  
    $6 f3F?y7  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) {!L~@r  
    Lqa4Vi  
    oG\Vxg*  
    S,UDezxg  
     一般光栅组件提供了薄元近似(TEA)和傅里叶模态方法(FMM)作为解决模型给定的光栅。 CA~-rv  
     薄元近似通常产生更快的结果,当结构小于波长的5倍,可能有精度问题,。 73;GW4,  
     傅里叶模态方法允许一个严格的模拟,但需要更高的数值计算。 >kVz49j  
    <bWG!ZG  
    /J;Kn]5e  
    )y$(AJx$  
    光栅级次和可编程光栅分析仪  qX{+oy5  
    5 7c8xk[.2  
    Q;rX;p^W  
        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。 kuP(r  
    )SGq[B6@I  
    |CyE5i0  
            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 9yP;@y*d  
    evmeqQG=  
    G 3ptx! D  
                设计与评估结果            相位功能设计 <LiPEo.R  
                结构设计TEA评价  @q) d  
    FMM评估            高度标度(公差) d2$IH#~9B  
    D&y7-/  
    通用设置 vFmZ<C' )  
    es7=%!0  
    f/?P514h  
            提供多次运行文档,允许用户执行任意数量的设计,并提供根据特定标准筛选结果的选项。 (E1~H0^  
            通过这种方法获得了以下三个结果:我们将对其进行进一步评估。 4Z0]oI X  
    |[8Th4*n  
    纯相位传输设计 1'8YkhQ2a  
    ?S=mybp  
    @H8EWTZ  
    !&E-}}<  
    结构设计 8&dF  
    E]r?{t`]  
    _yR^*}xJb  
    u*9V&>o  
    1o>xEWt:0K  
            更深的分析 x,' !gT:j  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 W2!+z{:m  
    •可以利用这一点来纠正零阶不期望的效率,从而改善均匀性。 2 yz _  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 _@/8gPT*i  
    q@2siI~W  
    % & bY]w  
    }<:}XlwT%  
    使用TEA进行性能评估 2:ylv<\$  
    5F"jk d+  
    Rf 1x`wml  
    >(RkZ}z  
    使用FMM进行性能评估 /Ci<xmP  
    |Q>IrT  
    U/BR*Zn]*  
    { (}By/_  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 yV(\R  
    :~^ (g$Z  
    HpnWo DM  
    GPkpXVm  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 40 0#v|b  
    u<&m]] *  
    :\U{_@?`%  
    ,7b[!#?8  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 1aABzB ^  
    $, '*f?d  
     
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