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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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    光券
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2023-08-09
    摘要 xFY;aK  
    ^KJIT3J(#  
    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。 6"W~%FSJX  
    }9xEA[@;  
    DN@T4!  
    6Hn3  
    设计任务 `MtPua\_  
    }X3SjNd q  
    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 ToN$x^M w  
    4yH=dl4=44  
    Osdw\NNH~M  
    ZAPT5  
    光栅级次分析模块设置 _azg 0.)  
                           1v4(  
    cFoDR  
    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 >]k'3|vV  
    '%`W y@  
    !#nlWX :~  
    :sBg+MS  
    @hiwq 7[j  
    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。 1;[\xqJ  
    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。 gC#PqK~  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 {7)D/WY5  
    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。 "K z=Z C  
    h&Ehp   
    por[p\M.  
    衍射分束器表面 V>j6Juh  
    78\:{i->ta  
    Z2WAVSw  
    $@t-Oor;  
    为了进一步评估,使用了通用光栅光学设置,其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪,以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 ` =!&9o  
    yk9|H)-z  
    92GO.xAD?  
    dm&F1NkT  
    4XDR?KUM  
    o)7gKWjujP  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) F t%f"Z  
    Nf>1`eP  
    E {d Mdz  
    iZQwo3"8r  
     一般光栅组件提供了薄元近似(TEA)和傅里叶模态方法(FMM)作为解决模型给定的光栅。 a2*WZc`  
     薄元近似通常产生更快的结果,当结构小于波长的5倍,可能有精度问题,。 Xz0jjO,  
     傅里叶模态方法允许一个严格的模拟,但需要更高的数值计算。 SU9#Y|I  
    -L6 rXQV@j  
    :QsGwhB  
    T"'"T]^ X  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 I-i)D  
    d+%1q  
    8h~v%aZ1  
    光栅级次分析仪提供了所有衍射阶的效率的概述,作为许多可能的输出。 ?^us(o7-  
    \@Gyl_6^  
    h%(dT/jPL)  
    使用可编程光栅分析仪,用户可以指定应计算的值。例如:总效率、均匀性误差、0阶效率 S'HM|&  
    G.O0*E2V  
    }.7!@!q.  
    设计与评估结果 Va06(Cq  
    相位功能设计 Gu<3*@Ng  
    结构设计 gy _86y@  
    TEA评价 L*9^-,  
    FMM评估 %L{H_;z  
    高度标度(公差)
    dZRz'd  
    *J?QXsg  
    通用设置 Lm9y!>1"O  
    *~M=2Fj;i  
    ,:QG%Et  
    提供多次运行文档,允许用户执行任意数量的设计,并提供根据特定标准筛选结果的选项。 }#q9>gx  
    通过这种方法获得了以下三个结果:我们将对其进行进一步评估。
    i)\`"&.j>N  
    7C ABM  
    ;'dw`)~jQ  
    纯相位传输设计
    cg<10KT  
    1&Rz'JQ+  
    M'W@K  
    QR'"Zw&q5/  
    结构设计 U}6'_ PRQ  
    t qbS!r  
    |t|+pBB  
    )m"NO/sJ2  
    YU[93@mCh  
    更深的分析 ;or(:Yoc-  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 {LY$  
    •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。 ? 8S0  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 N6$pOQ  
    6CLrP} u  
    8=T;R&U^M  
    vAq`*]W+  
    使用TEA进行性能评估 6t TLyI$+  
    +XJj:%yt  
    Mvrc[s+o  
    s9~W( Wi  
    使用FMM进行性能评估 4 Yc9Ij  
    DL|,:2`  
    f$iv+7<B^  
    De4UGX  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 ;) 5d wq  
    7h<Q{X<A  
    >yg mE`g  
    AASw^A3p  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 cG,B;kMjo  
    y^pk)`y8  
    q0.+F4  
    @ I LG3"  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 ln'7kg  
    G7pj.rQ  
    5 r"`c  
    @xm O\  
    VirtualLab Fusion技术 B+iVK(j'[v  
    /0d_{Y+9  
     3@J0-w  
    ?a7PxD.  
     
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