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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
    >\$qF  
    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。 w=3@IW  
    %n9}P , ?  
    L$@^EENS  
    KC? hsID{  
    设计任务 H4 & d,8:m  
    ZsUxO%jP  
    使用近轴近似的衍射1:7×7分束器的初步设计通过严格分析,进一步优化零阶均匀性和影响 _pKW($\  
    v)+wr[Qs  
    M&y!w   
    o 1#XM/Z  
    光栅级次分析模块设置 JQE^ bcr  
                           ]{nFB3vtB  
    =M 7FD  
    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 #* S0d1  
    M{:gc7%  
    < 7zyRm@S  
    yK0Q,   
    .F?yt5{5No  
    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。 )"jG)c^1*  
    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。 ||}|=Sz  
    J~DP*}~XK  
    HPCgv?E3  
    衍射分束器表面 <k5FlvE2  
    brNe13d3~"  
    @"kA&=0;|J  
    \%E Zg  
        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。 av gGz8  
    RV^2[Gdi  
    ph30/*8  
    \h :Rw|  
    %g0"Kj5  
    /,/T{V[  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) + yS"pOT  
    Nt&}T  
    u-pE ;|  
    JQsS=m7Et  
     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。 iyu%o9_0  
     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,。 aAwnkQ$  
     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。 t_3)}  
    X5qU>'?`  
    A! <R?  
    k^]+I% ?Q  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 }9:\#  
    L,waQk / @  
    l8GziM{lp  
        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。 M$%aX,nk'  
    2j4VW0:  
    Rr4r[g#  
            使用可编程光栅分析仪,用户可以指定应计算的值。例如:总效率、均匀性误差、0阶效率 _7]5 Q  
    8 8pz<$  
    20 zIO.&o  
                设计与评估结果            相位功能设计 /I$g.f/#  
                结构设计TEA评价 - CT?JB  
    FMM评估            高度标度(公差) >efYpd#^  
    ]J;^< 4l  
    通用设置 )`-9WCd&  
    &]pW##  
    uMPJ  
            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。 AvEJX0"\df  
            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。 z6|P]u  
    \[]36|$LS  
    纯相位传输设计 /_x?PiL  
    isDBNXV:  
    :5U(}\dL{  
    ;'}1   
    结构设计 Xn$]DE/r}N  
    wRnt$ 1  
    "]*0)h_  
    bX|Z||img  
    HP. j.  
            更深的分析 lp!@uoN^T  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 T9RR. ng  
    •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。 '"~|L>F%G  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 *@cXBav/<  
    bzk@6jR1  
    %OfaBv&  
    2B=yT8  
    使用TEA进行性能评估 %Ni)^   
    ]#j]yGV  
    j@ UIN3  
    *vCJTz  
    使用FMM进行性能评估 f@[q# }6  
    *;Hvx32I  
    Ga.a"\F.V  
    N=zrY`Vd  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 _;v4 ]MU  
    =MB[v/M59w  
    yGZb  
    y*vs}G'W  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 6n  
    $w)yQ %  
    eMPi ho  
    $MfHA~^  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 jGb+bN5U7  
    2e/ JFhA  
     
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