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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
    ;|Y2r^c  
    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。 YCtIeq%  
    IiG4ib>)W  
    niXHK$@5  
    6(\q< fx  
    设计任务 c& 9+/JYMo  
    T^rz!k{  
    使用近轴近似的衍射1:7×7分束器的初步设计通过严格分析,进一步优化零阶均匀性和影响 _HSTiJVr  
    B.h0" vJ  
    u]ZqF *  
    jI@bTS o  
    光栅级次分析模块设置  ]H@v  
                           F! |TW6)gv  
    U@1#!ZZ6  
    使用常规的分束器会话2编辑器,VirtualLabFusion提供了一个指导工具,允许用户一步一步地指定所有影响分束器设计的参数 %iHyt,0v2  
    Tb>IHoil  
    ,e}mR>i=e  
    v'mJ~tz  
    K * xM[vO  
    1. 通过应用设计带中的结构设计,所得到的传输函数可以转换为结构轮廓。2. 对于此转换,使用了薄元近似(TEA)。因此,所得到的结构与初始相位函数成正比。 J"m%q\'  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。4. 要在不同的模拟场景中使用这种结构,需要从组件内部获取实际的采样表面或指定的堆栈。 V2WUM+`uT  
    ctnAVm  
    >FK)p   
    衍射分束器表面 nPQZI6>  
    YzforM^F  
    `kaR@t  
    u* #-7   
        为了进一步评估,使用了通用光栅光学设置,其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪,以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 5$ (b3]  
    H24ate?t,  
    (h'$3~  
    \@iOnRuHn9  
    f(@"[-[  
    G}Qk!r  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) Z<$E.##  
    b |o`Q7Hj  
    E@\d<c.  
    ifgr<QlG  
     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。 6Zl.Lh  
     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,。 USHlb#*  
     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。 SNopAACf1  
    e0G}$ as  
    ebl)6C  
    U{U:8==  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 mE3SiR "  
    }uV?  
    o|p;6  
        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。 d~P<M3#>  
    W>t&N  
    S4aHce5PXA  
            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 Bsih<`KF^  
    c:`` Y:  
    E9Qd>o  
                设计与评估结果            相位功能设计 priT 7!  
                结构设计TEA评价 b}}1TnS)  
    FMM评估            高度标度(公差) [EW$7 se~  
    oZ\qT0*eb  
    通用设置 ib""Fv7{  
    e!2%ku  
    mV! @oNCK  
            提供多次运行文档,允许用户执行任意数量的设计,并提供根据特定标准筛选结果的选项。 K@$L~G  
            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。 ` + n  
    I!soV0V U]  
    纯相位传输设计 3_j C sX  
    08d_DCR  
    6iV"Tl{z-  
    ?( dYW7S  
    结构设计 NP<F==,  
    r%m7YwXo  
    x(/@Pt2B  
    $ <>EwW  
    yBD2  
            更深的分析 H2FFw-xW  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 _:fO)gs|1  
    •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。 :+%h  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 5M\=+5wB  
    mrLx]og,  
    yV+ E;  
    Kn!0S<ssR  
    使用TEA进行性能评估 SJ WP8+  
    ]ZryY EB  
    h<^:Nn  
    #()cG  
    使用FMM进行性能评估 zcD_}t_K  
    +GPT:\*q6  
    G=bP<XF  
    V^$rH<  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 S'-`\%@7  
    ,b.4uJg'  
    ^ Mvsq)  
    ?:''VM.  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 YaJ{"'}  
    T m@1q!G  
    gHh.|PysW  
    N>nvt.`P  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 ?lwQne8/  
    EDidg"0p  
     
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