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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
    ^?81.b|qb  
    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。 3T Yo  
    tP/GDC;  
    b0rt.XB  
    _ +0uju?o}  
    设计任务 1nw$B[  
    ~Q3WBOjn  
    使用近轴近似的衍射1:7×7分束器的初步设计通过严格分析,进一步优化零阶均匀性和影响  m,xy4  
    j&o/X7I=  
    }39M_4a&  
    ghE?8&@ iq  
    光栅级次分析模块设置 7H/! rx  
                           S]Yu6FtWiO  
    )1X' W  
    使用常规的分束器会话2编辑器,VirtualLabFusion提供了一个指导工具,允许用户一步一步地指定所有影响分束器设计的参数 ]QjXh >  
    Qu,)wfp~  
    Cnb[t[hk+j  
    \H"/2o%l")  
    5)/4)0  
    1. 通过应用设计带中的结构设计,所得到的传输函数可以转换为结构轮廓。2. 对于此转换,使用了薄元近似(TEA)。因此,所得到的结构与初始相位函数成正比。 \" 5F;J  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。4. 要在不同的模拟场景中使用这种结构,需要从组件内部获取实际的采样表面或指定的堆栈。 s8/ozaeo  
    GN}9$:  
    FE^?U%:u@  
    衍射分束器表面 }bj,&c  
    !>"INmz  
    z22|Kv;w  
    b[QCM/  
        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。 \&l*e  
    RBHqLg(  
    ;$k ?&nhY  
    (STWAwK-  
    z[<pi :  
    1.u gXD  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) PHE;  
    JXRmu~W~l  
    h}c6+@w&-  
    10QNV=yK7s  
     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。 `tUeT[  
     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,。 iZVT% A+q  
     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。 7Vof7Y <  
    } SWA|x  
    "pKGUM  
    UJyiRP:#]>  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 J OL Z2  
    t9=|* =;9)  
    cl9;2D"Zm!  
        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。 AyI}LQm]u  
    $`+~QR!h  
    &*?!*+!,i  
            使用可编程光栅分析仪,用户可以指定应计算的值。例如:总效率、均匀性误差、0阶效率 y:(C=*^<t  
    1v8:,!C  
    c]:J/'vc  
                设计与评估结果            相位功能设计 VG*=)8{  
                结构设计TEA评价 SgQmYaa&  
    FMM评估            高度标度(公差) -`ys pE0?  
    pCud` :o"  
    通用设置 XDv7#Tv_wv  
    3YZ3fhpw  
    D%";!7u  
            提供多次运行文档,允许用户执行任意数量的设计,并提供根据特定标准筛选结果的选项。 P\G C8KV]  
            通过这种方法获得了以下三个结果:我们将对其进行进一步评估。 J*W;{Vty  
    <:_]Yl  
    纯相位传输设计 B39PDJ]hu  
    p|O-I&Xd  
    XP Iu]F  
    2 3XAkpzp$  
    结构设计 4s+J-l  
    My43\p  
    2%No>w}/2  
    JKu6+V jO  
    iLQt9Hyk  
            更深的分析 sn T4X  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 2 ShlYW@~  
    •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。 :."n@sA@  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 H9a3 rA>  
    nm%4L  
    uEi.nSp)S  
    t1_y1!u Q  
    使用TEA进行性能评估 '_yk_[/  
    +^% &8<  
    {/VL\AW5$  
    eNk!pI7g  
    使用FMM进行性能评估 JqV<A3i  
    l8 2uK"M  
    3@WI*PMc  
    Y_iF$ m/R  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 .$E~.6J %i  
    di P4]/%1  
    p]IhQnj2  
    @42lpreT  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 \?]HqPibx  
    q,h.W JI  
    4O,a`:d1$6  
    LRlk9:QD>  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 F#C6.`B  
    w"Y55EURB  
     
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