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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 :&9s,l   
    ]3.;PWa:  
    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。 |_@>*Vmg  
    'AH0ww_)n  
    @r/n F5  
    ^,T(mKS  
    设计任务 +!.^zp21  
    _>X+ZlpU:  
    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 b!5~7Ub.No  
    xYpd: Sm  
    J{fH ['tzO  
    9m~p0ILh  
    光栅级次分析模块设置 `&ckZiq  
                           GDiBl*D  
    q'Tf,a  
    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 ^sLdAC  
    q6V>zi  
    'kO!^6=4M  
    lchPpm9  
    IKilr'  
    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。 *mvlb (' &  
    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。 ={@6{-tl  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 V{3x!+q  
    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。 |imM# wF  
    z/@slT  
    aE$[5 2  
    衍射分束器表面 @O^6&\s>  
    9 X`Sm}i  
    &powy7rR  
    @>Km_Ax  
    为了进一步评估,使用了通用光栅光学设置,其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪,以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 68C%B9.b'  
    30T)!y  
    _H7x9 y=  
    PmEsN&YP]  
    Zw S F^  
    O`t&ldU  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) V#gK$uv  
    ^KT Y?  
    !9VY|&fHe  
    rlSeu5X6  
     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。 c2 C8g1n  
     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,。 m'=Crei  
     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。 yZU6xY  
    }-2 2XYh  
    h_,i&d@(  
    0gP}zM73  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 bI9~jWgGp  
    DgQp HF  
    tGE$z]1c@  
    光栅级次分析仪提供了所有衍射阶的效率的概述,作为许多可能的输出。 FxWSV|Z  
    3<f}nfB%r?  
    2*l/3VW  
    使用可编程光栅分析仪,用户可以指定应计算的值。例如:总效率、均匀性误差、0阶效率 6Vnsi%{  
    fW1CFRHH  
    3J|F?M"N7  
    设计与评估结果 C]`$AqKl  
    相位功能设计 ,77d(bR<  
    结构设计 RmeD$>7  
    TEA评价 yfjWbW  
    FMM评估 [ =9T*Sp  
    高度标度(公差)
    sW'AjI  
    bSi%2Onj  
    通用设置 cj|80$cSA  
    Ma']?Rb`  
    ;~ $'2f~U  
    提供多次运行文档,允许用户执行任意数量的设计,并提供根据特定标准筛选结果的选项。 /cQueUME`  
    通过这种方法获得了以下三个结果:我们将对其进行进一步评估。
    =M [bnq*\  
    +YKi,  
    1POmP&fI(  
    纯相位传输设计
    b;W3j   
    &P}_bx  
    }Gm>`cw-  
    x$.^"l-vX  
    结构设计 :B5Fdp3  
    :tB1D@Cb6  
    ;yLu R  
    6"O+w=5B  
    kY|utoAP  
    更深的分析 bL+_j}{:N  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 m_?~OL S  
    •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。 %G/ hD  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 17[3/m8a  
    I7vz+>Jr  
    < #}5IQ5`Z  
    BB!THj69a6  
    使用TEA进行性能评估 ,,&* :<Q  
    .B]MpmpK  
    vkx7paY_  
    $=8  NED5  
    使用FMM进行性能评估 *K6g\f]b#  
    ]7F=u!/`<C  
    2~1SQ.Q<RY  
    9`A;U|~E@  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 $%CF8\0  
    $m%f wB  
    ,c$_t+  
    fF$<7O)+]  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 0w \zLU  
    ~Ei$nV  
    o WrKM  
    vv3* j&I  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 h-#6av :  
    qo90t{|c  
    mPtZO*Fc  
    ,.83m%i  
    VirtualLab Fusion技术 hk(ZM#Bh  
    Pmr5S4Ka  
    Qcq`libK  
    I {S;L  
     
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