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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
    f#b;s<G  
    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。 xv>]e <":  
    R&]#@PW^  
    $irF  
    R*r;`x  
    设计任务 &-hXk!A  
    fu $<*Sa2  
    使用近轴近似的衍射1:7×7分束器的初步设计通过严格分析,进一步优化零阶均匀性和影响 U/9_:  
    MC;2.e`  
    0 pPSg9  
    :pvJpu$]  
    光栅级次分析模块设置 fKOC-%w  
                           }GL@?kAGR5  
    |58xR.S'g  
    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 6#(==}Sm+  
    R-J^%4U`7  
    2c1L[]h'  
    6-J%Z%yT #  
    ?n(OH~@$i  
    1. 通过应用设计带中的结构设计,所得到的传输函数可以转换为结构轮廓。2. 对于此转换,使用了薄元近似(TEA)。因此,所得到的结构与初始相位函数成正比。 1 paLxR5  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。4. 要在不同的模拟场景中使用这种结构,需要从组件内部获取实际的采样表面或指定的堆栈。 AS'%Md&I  
    0Tq=nYZA  
    \x;`8H  
    衍射分束器表面 p;n"zr8U  
    qvG@kuz8g5  
    a(oa?OdJ  
    N|\Q:<!2_w  
        为了进一步评估,使用了通用光栅光学设置,其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪,以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 z~(3S8$  
    ZGj ^,?a  
    d=d*:<Zx  
    N`et]'_A}  
    ;9$71E  
    Xli$4 uL   
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) jIi:tO9G^,  
    2xK v;  
    #Ic)]0L  
    h yK&)y?~  
     一般光栅组件提供了薄元近似(TEA)和傅里叶模态方法(FMM)作为解决模型给定的光栅。 fs\A(]`$  
     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,。 1s/548wu  
     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。 _9:r4|S  
    h5<eU;Rw+  
    ApNS0  
    qV7 9bK  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 /odDJxJ k  
    N>xdX5  
    <NWq0 3:&  
        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。 Dl@Jj?zc  
    nM| Cv  
    %z~=Jz^  
            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 QtQbr*q@%  
    Z5|BwM  
    fPPC`d&Q3  
                设计与评估结果            相位功能设计 /]oQqZHv  
                结构设计TEA评价 .tcdqL-'  
    FMM评估            高度标度(公差) 1]69S(  
    +\]Gu(z<  
    通用设置 2F :8=_sA  
    nvQTJ4,,  
    =M=v; ,I-  
            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。 LwYWgT\e  
            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。 ! k 1 Ge+  
    YS:p(jtd  
    纯相位传输设计 F3[,6%4v  
    g%<n9AUl  
    f@[qS7ok  
    wJj:hA}  
    结构设计 eG7Yyz+t$  
    _\na9T~g  
    H*e+ 2  
    aW-6$=W  
    m!5Edo-;<  
            更深的分析 E!_3?:[S_  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 'o~gT ;T#  
    •可以利用这一点来纠正零阶不期望的效率,从而改善均匀性。 1YK(oRSDn  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 M|NQoQ8q  
    1yVhO2`7]  
    2VzYP~Jg  
    5|5p -B  
    使用TEA进行性能评估 IC?(F]$%>  
    Yt?]0i+  
    /,`OF/%  
    H@1}_d  
    使用FMM进行性能评估 C;j& Vbf  
    IVY)pS"pR"  
    Re&"Q8I.8  
    gB~^dv {  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 PD&gC88  
    sn"z'=ch  
    0(*L)s,5  
    wZs 2 aa  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 1je j7p>K  
    ]f0OmUHR5i  
    QFMA y>Gdn  
    Ek1c>s,t  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 Nte$cTjX  
     /y wP 0  
     
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