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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
    ;V)94YT  
    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。 +g8uV hC  
    "gq _^&  
    =lS@nRH  
    4I3)eS%2  
    设计任务 2%t!3F:  
    tq5o  
    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 szD BfGd%j  
    K yp(dp>  
     `/eh  
    W[.UM  
    光栅级次分析模块设置 f`_6X~ p  
                           q<?r5H5  
    B~/ejC!  
    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 ,:"c"   
    *Y- rEF>  
    |NaEXzo|qY  
    S3_QOL  
    ,ikn%l#cm  
    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。 ;X[23A{  
    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。 9NcC.}#-5  
    SLI358]$<  
    k0!D9tk  
    衍射分束器表面 ru1FJ{n  
    9/LJ tM  
    d)jX%Z$LC  
    !FJ_\UST0  
        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。 6Pu5 k;H  
    j=TG&#e  
    K6z-brvw "  
    b:(*C  
    D`r_ Dz  
    6'vt '9  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) AJ-~F>gn  
    z}*74lhF  
    <=7^D  
    6d|%8.q1  
     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。 ]; G$~[  
     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,。 H1g"09?h6o  
     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。 oi}\;TG  
    Bc2PF;n  
    [:\8Ug8  
    &y=~:1&f  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 ~`x<;Ts  
    ](H vx  
    BFyVq  
        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。 B~2\v%J  
    v_Y'o _  
    haMt2S2_B:  
            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 bAqaf#}e  
    gAgP("  
    Oy/+uw^  
                设计与评估结果            相位功能设计 u6(>?r-  
                结构设计TEA评价 [{!5{k!  
    FMM评估            高度标度(公差) /IN/SZx  
    y*5bF 0  
    通用设置 Pkw ` o #  
    ?krgZ;Jj  
    Qv@Z#  
            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。 <e&*Tx<8  
            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。 <C9_5C e~  
    D*R49hja{  
    纯相位传输设计 X%b.]A  
    U3yIONlt  
    :9`T.V<?  
    ,@Izx  
    结构设计 *OQr:e<}  
    z@0*QZ.y 1  
    WwF4`kxT  
    BEzF'<Z  
    6*<=(SQI  
            更深的分析 eiaL zI,O  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 )c#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。 t zhkdG  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 '}{J;moB  
    t4H@ZvAH0  
    o0p%j4vac  
    #w4= kWJ[  
    使用TEA进行性能评估 Oop;Y^gG}  
    0omg%1vt<A  
    Dm j^aFB0|  
    ''Y}Q"  
    使用FMM进行性能评估 3 G?^/nB  
    yVyh'd:Ik  
    "bRg_]\q6  
    D@i,dPz5Zl  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 U3+{!}gn  
    DGx9 \8^  
    \ :8eN}B  
    @83h/Wcxd  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 :4"SJ  
    Vs~^r>  
    _,i]ra{%  
    5O Ob(  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 p1Q[c0NMK  
    iAX\F`  
     
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