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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: 2023-08-09
    摘要 o[)*Y`xq<w  
    q~`dxq`}  
    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。 FxmHy{JG  
    xauMF~*  
    pp@O6   
    6bN8}\5  
    设计任务 9,[A fI  
    |]5`T9K@b#  
    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 K[yP{01  
    AQwai>eL  
    +{0v@6<(02  
    CaC \\5wl  
    光栅级次分析模块设置 [}!0PN?z~A  
                           @FZbp  
    +xd@un[r<  
    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 ]>B4  
    WK0:3q(P  
    Vh?RlIUA  
    (67byO{  
    cn: 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。 +)LCYDRV7  
    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。 0 9qfnQG  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 BA[ uO3\4  
    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。 ,^RZ1tLz  
    IhRdn1&  
    6-z(34&N  
    衍射分束器表面 )-0+O=v  
    0SQrz$y  
    "  sC]z}  
    '{-Ic?F<P  
    为了进一步评估,使用了通用光栅光学设置,其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪,以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 @]!9;?so  
    {Fqwr>e  
    /b\c<'3NY  
    [(eX\kL  
    N0%q 66]1  
    "j&'R#$&d  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) `NTtw;%Y  
    CF 3V)3}  
    !nq`Py MR  
    W*%(J$E  
     一般光栅组件提供了薄元近似(TEA)和傅里叶模态方法(FMM)作为解决模型给定的光栅。 1[J|AkN  
     薄元近似通常产生更快的结果,当结构小于波长的5倍,可能有精度问题,。 XOLE=zdSp  
     傅里叶模态方法允许一个严格的模拟,但需要更高的数值计算。 Ot)S\s>  
    % m"Qg<  
    "7'P Lo3O  
    #uF`|M$u  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 9)t[YE:U3!  
    @v#,SF{  
    684|Uuf7  
    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。 8Ihl}aguW  
    DJ*mWi.  
    TMo DN%{  
    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 o2'Wu:Y"  
    ^`B;SSV  
    e`:^7$  
    设计与评估结果 <nb%$2r1  
    相位功能设计 8d2\H*a9~  
    结构设计 w $Fg 0JS  
    TEA评价 Rj4C-X 4=  
    FMM评估 %<!YjJ  
    高度标度(公差)
    <_ENC>NP  
    ec`re+1r  
    通用设置 !l=)$RJKdD  
    !^ad{# |X  
    _6V1oe2  
    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。 Y SB=n d_  
    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[uSo$k+>  
    vS)>g4  
    s2<[@@@q  
    纯相位传输设计
    L~^5Ez6U  
    Dk>6PBl  
    0#DEh|?  
    7RWgc]@?>  
    结构设计 7F6 B  
    vg5_@7  
    RgA"`p7{  
    [61*/=gWe  
    ~ !!\#IX  
    更深的分析 92t.@!m`  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 \hZ%NL j  
    •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。 3F@P$4!#l  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 o{! :N>(  
    &b`W<PAc?4  
    =#,`k<v%I  
    -F[@)$L  
    使用TEA进行性能评估 DJ@n$G`^^  
    [!yA#{xl,  
    ~mARgv  
    B ~N3k  
    使用FMM进行性能评估 >Rd~-w)!|  
    3V?x&qlP>  
    5.oIyC^Ik  
    : S3+UT  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 @qan&?-Y  
    <JH,B91  
    z-606g  
    bY=[ USgps  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 )?UoF&c/  
    3_Xu3hNH!  
    / De~K+w7o  
    `vgaX,F*  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 ,d,2Q  
    m|B=&#  
    D,ZLo~  
    %:d7Ts&?Z  
    VirtualLab Fusion技术 +Gt9!x}#e  
    *>KBDFI  
    r O$pj~!|Q  
    ft6)n T/"&  
     
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