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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
    G`zm@QL  
    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。 ca}2TT&t  
    />Nt[o[r  
    6#yUc_5 \  
    .o8t+X'G  
    设计任务 +3`alHUK  
    eq"]%s  
    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 nie%eC&U  
    I|J/F}@p  
    >MK98(F  
    ]{kPrey  
    光栅级次分析模块设置 6Iw\c  
                           .KC ++\{HE  
    ?8 {"x8W;  
    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 8D].MI^  
    8] ikygt"  
    ~v83pu1!2s  
    B;WCTMy}  
    ;wVwX6:ZKr  
    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。 lLD12d  
    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。 _rYkis^ u  
    GF WA>5n'  
    smLQS+UE  
    衍射分束器表面 T)CP2U  
    &/b~k3{M_  
    Df#l8YK#  
    >j`qh:^  
        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。  XlJZhc  
    {e5= &A  
    KYP!Rs/j.  
    T)}) pt!V  
    Fx+*S3==%e  
    fzA9'i`  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) j7c3(*Pl  
    i  LAscb  
    qCO/?kW  
    d[35d J7F  
     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。 ;6 wA"  
     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,。 $A` VYJtt#  
     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。 NCx%L-GPi  
    ]:f%l mEy  
    6R5Qy]]E  
    *#Wdc O `-  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 Wm3X[?V  
    C $JmzrE  
    -(#iIgmP  
        光栅级次分析仪提供了所有衍射阶的效率的概述,作为许多可能的输出。 }{"fJ3] c^  
    A9JdU&  
    9K&:V(gmw  
            使用可编程光栅分析仪,用户可以指定应计算的值。例如:总效率、均匀性误差、0阶效率 _y3Xb`0a  
    JG,%qFlk  
    aA TA9V  
                设计与评估结果            相位功能设计 o lxByzTh>  
                结构设计TEA评价 JZ#[ 2mLh  
    FMM评估            高度标度(公差) h@h!,;  
    IMfqiH)  
    通用设置 m_l[MG\  
    5D l/aHb  
    ;'Nd~:-]  
            提供多次运行文档,允许用户执行任意数量的设计,并提供根据特定标准筛选结果的选项。 <o= 8 FO  
            通过这种方法获得了以下三个结果:我们将对其进行进一步评估。 H4JTGt1"  
    4{l,  
    纯相位传输设计 (khL-F  
    [sb[Z:  
    [h:T*(R?  
    p^u:&Quac  
    结构设计 AvHCO8h|  
    ,{q;;b9  
    AFfAtu  
    5BJmA2L  
    2[;_d;oB@  
            更深的分析 C/&-l{7  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 BX^tR1  
    •可以利用这一点来纠正零阶不期望的效率,从而改善均匀性。 'Qo*y%{@5  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 B~du-Z22IZ  
    XS BA$y  
    ))i}7 chc  
    `V3Fx{  
    使用TEA进行性能评估 +t:0SRSt  
    5P$4 =z91  
    1>&]R=  
    +&"zU GTIc  
    使用FMM进行性能评估 y#$CMf -q^  
    zkdetrR  
    |B2+{@R  
    &l[$*<P5V  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 ?KI,cl  
    %9RF   
    /[>sf[X\I9  
    UOmY-\ &c  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 zZC9\V}R  
    ivz5H(b  
    9?3&?i2-  
    / Qk4  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 bNoW?8bZ  
    )@'}\_a3[]  
     
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