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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
    ;Wb W\,P'  
    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。 Rz%+E0  
    <BT}Tv9  
    -YRF^72+  
    lwjg57  
    设计任务 `"/@LUso  
    dp-8,Seu  
    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 Hz+edM UL  
    "4i(5|whp?  
    B ljZ&wZW  
    3X%>xUI  
    光栅级次分析模块设置 qfG`H#cA<  
                           s_p?3bKu  
    X[|-F3o  
    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。 J`V7FlM  
    ,zz+s[ZH7O  
    m!w(Q+*j  
    :'a |cjq  
    )1&[uE#L  
    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。 -:>Mi5/ s  
    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。 |)yO] pB:  
    IQY\L@"  
    1;g>?18@  
    衍射分束器表面 '}]w=2Lf  
    dsrzXmE0  
    </Q<*@p?  
    OG/R6k.  
        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。 #t po@pJsE  
    s#-`,jqD  
    !V#(g./W  
    c?j/ H$  
    7n}J}8Y*U2  
    n1!0KOu/N  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) 1kvBQ1+  
    ->$Do$  
    c9r, <TR9  
    l>H#\MR  
     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。 1i^!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,。 G-9]z[\#  
     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。 qAHQZKk  
    {3@/@jO?  
    .$L'Jt2X  
    DMsxHAE1  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 ebp18_a|  
    8v5cQ5Lc  
    +{4ziqYj  
        光栅级次分析仪提供了所有衍射阶的效率的概述,作为许多可能的输出。 .Hc]?R ]  
    Nz\=M|@(#  
    o-yZ$+V  
            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 ;| )&aTdH  
    J *5 )g  
    o.* 8$$  
                设计与评估结果            相位功能设计 K!0vvP2H  
                结构设计TEA评价 q0SYV  
    FMM评估            高度标度(公差) jV#{8 8  
    <`+U B<K  
    通用设置 7GB>m}7  
    U# G0  
    Zu,rf9LMj  
            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。 oGu-:X=`9  
            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。 v#8{pr  
    M._9/ *C U  
    纯相位传输设计 +pkX$yz  
    ~$Xz~#~  
    +.! F]0ju  
    xf_NHKZ)  
    结构设计 iLIH |P%  
    5k)/SAU0  
    d *!)wt  
    &$:1rA_v  
    " ;8H;U`  
            更深的分析 |$f.Qs~?  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 >;-.rJFr  
    •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。 ifHQ2Ug 9  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 ?>92OuG%W?  
    5 <X.1 T1  
    *I:^g  
    ]DHB'NOh,  
    使用TEA进行性能评估 ,9SBGxK5`  
    =aX;-  
    k?zw4S  
    r#M0X^4A  
    使用FMM进行性能评估 P+tRxpz  
    wJ,l"bnq  
    VEj-%"\   
    4^/MDM@  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 G~b/!clN  
    %{?EfULg  
    !YYI{BJ7:N  
    }TI"j{(QJ  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 Lq : !?)I  
    #;4<dDVy  
    OHTJQ5%zL  
    Cak `}J 2  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 k]K][[s`  
    us%dw&   
     
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