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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 \CB{Ut+s  
    Oe^3YOR#j{  
    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。 ,>2ijk#  
    =+97VO(w]G  
    AShJt xxa  
    0[xum  
    设计任务 jwTb09  
    \rcbt6H  
    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 t</rvAH E  
    Wk'KN o  
    /+P 4cHv]F  
    18Vtk"j  
    光栅级次分析模块设置 Q0!gTV  
                           T%KZV/  
    !~m)_Q5?~  
    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 0X`Qt[  
    3ZU`}  
    S3:Pjz}t  
    Dz]&|5'N  
    +e%9P%[+  
    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。 A"\kdxC  
    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。 7h<Q{X<A  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 >yg 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。 2JYyvJ>  
    D.j'n-yw  
    1s=M3m&H  
    衍射分束器表面 {~k /xM.-  
     ^P~%^?(  
    WHqp7NPl  
     ]P(:z  
    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。 "dXRUg"  
    yd`xmc)  
    ZBcZG  
    F5wCl2I  
    hkJ4,.  
    Iujly f  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) 8uM>UpX  
    @~U: |h  
    Cv>|>Ob#  
    *O#%hTYq  
     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。 A$WE:<^  
     薄元近似通常产生更快的结果,当结构小于波长的5倍,可能有精度问题,。 S WVeUL#5  
     傅里叶模态方法允许一个严格的模拟,但需要更高的数值计算。 "'4R _R  
    gtyo~f  
    rC14X}X6  
    gV):3mWC  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 2w'Q9&1~  
    4cRF3$a md  
     >zFe)  
    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。 Q'~kWmLf  
    Z%y>q|:  
    Y _m4:9p  
    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 ,@tkL!"9q  
    A)kx,,[  
    8E&}+DR?  
    设计与评估结果 4v T!xn  
    相位功能设计 sHyhR:  
    结构设计 cNtGjLpx;  
    TEA评价 zu5'Ex`gQa  
    FMM评估 A`T VV  
    高度标度(公差)
    UZi^ &  
    @H= d8$  
    通用设置 =dHM)OXD"  
    "fdgBso  
    8B JxD<  
    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。 wdS^`nz|  
    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<?}?hhb  
    AV Gu*  
    =<e|<EwSZ  
    纯相位传输设计
    -$f~V\M  
    mM!'~{r[-  
    P,k~! F^L  
    QM2Y?."#  
    结构设计 f_}/JF  
    0; 2i"mzS\  
    u=z$**M^  
    SUINV_>7  
    '$YB -  
    更深的分析 U&yXs'3a&  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 15+>W4v  
    •可以利用这一点来纠正零阶不期望的效率,从而改善均匀性。 _Db=I3.HJ  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 `uM:>  
    z8_m<uewz  
    Py$Q]s?\1  
    GwQW I ]  
    使用TEA进行性能评估 'MRvH lCM  
    mE'y$5ZxY  
    GR@!mf  
    ^hzlR[  
    使用FMM进行性能评估 FRd!UqMXY  
    T6h-E^Z  
    '9c`[^  
    NUbw]Y90~  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 /ts=DxCC;  
    p4C w#)BaS  
    59!yz'feF  
    1j0OV9-|  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 S-}MS"  
    Z"#eN(v.N  
    g}"`@H(9r3  
    %KHO}gad1  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 jWJq[l  
    I=o[\?u*_  
    Z>gxECi  
    |x@)%QeC  
    VirtualLab Fusion技术 4)0 %^\p  
    (MhC83|?  
    Z:DEET!c'k  
    nw swy]e8/  
     
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