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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 9]=J+ (M  
    85&7WAco"B  
    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。 tP|/Q 5s  
    Gn 9oInY1  
    :} =lE"2  
    QO;Dyef7b  
    设计任务 /a32QuS  
    M%ecWr!tj  
    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 GZaB z#U  
    %l&oRBC  
    kfas4mkc  
    s*g qKQ;  
    光栅级次分析模块设置 ir.RO7f  
                           ,4"N7_!7  
    2EM6k|l5  
    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 }'wZ)N@  
    I=&i &6v8G  
    IWv5UmjN  
    ^)]U5+g?  
    [(*Eg!?W=  
    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。 hev;M)t  
    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。 `G!HGzVx;j  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 Ti)Me-g  
    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。 _}p [(sTV  
    BmpAH}%T  
    *ilh/Hd>  
    衍射分束器表面 :u9'ZHkZ  
    #:BkDidt2v  
    $>#0RzU  
    k^ZP~.G  
    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|6%}  
    EoJ\Jk  
    9+9g(6  
    '/qy_7O  
    H'#06zP>5  
    8:c=h/fa  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) $Z)u04;&@  
    4#>Z.sf  
    KS(H_&j  
    ^=^\=9" b  
     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。 ~ 3M4F^  
     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,。 1LS1 ZY  
     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。 B0|W  
    =cV|o]  
    /v9qrZ$$  
    } .045 Wuu  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 (y; 6 H  
    ,&@GxiU  
    f@YdL6&d-  
    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。 MuMq%uDA"  
    bu6Sp3g  
    55s5(]`d  
    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 :AlvWf$d  
    m2^vH+wD  
    s i2@k  
    设计与评估结果 + Fo^NT  
    相位功能设计 DqWy@7 a  
    结构设计 "9'3mmZm=?  
    TEA评价 J|{50?S{^  
    FMM评估 OR6vA5J  
    高度标度(公差)
    T1$p%yQH  
    swZi O_85  
    通用设置 kCEuzd=$V  
    nxV!mh_  
    J:W+'x`@  
    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。 D+:s{IcL<  
    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。
    &c!6e<o[p  
    94&t0j_  
    y}oA!<#3  
    纯相位传输设计
    /7"V~c6  
    !0hyp |F:>  
    c&wg`1{Hal  
    ^G`6Zg;  
    结构设计 }*rSg .  
    A^M]vk%dg  
    |dEPy- Xe  
    67&IaDts  
    ] / Nt  
    更深的分析 0,~s0]h0V  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 xltN-<n7  
    •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。 "{~FEx4  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 3 .#L  
    4+>yL+sC%v  
    xP~GpVhLF  
    ;/kd.Q  
    使用TEA进行性能评估 _!zc <&~I  
    OEl;R7aOB&  
    m%u`#67oK  
    WqefH{PB  
    使用FMM进行性能评估 ?jfh'mCA  
    ,nL~?h-Zh  
    #!z-)[S.+  
    X7OU=+g  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 C)FO:lLr\  
    FVl, ttW  
    9Br+]F _i  
     kSEA  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 *LhwIY  
    ^A&{g.0  
    X=-=z5  
    X%s5D&gr  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 ):hz /vZ  
    C ibfuR  
    _+P*XY5  
    %8I^&~E1  
    VirtualLab Fusion技术 3HXeBW  
    MVzj7~+  
    [r>hK ZU2  
    zUJXA:L9  
     
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