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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 4D$$KSa  
    6DaH+  
    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。 ^-~.L: }q  
    &ad9VB7  
    lLmVat(  
    7xwS  .|  
    设计任务 |ng[s6uf  
    EK@yzJ%  
    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 lr+Kwve  
    gSZ NsiH  
    Q7"KgqpQ3  
     Tx/  
    光栅级次分析模块设置 #c+N}eX{  
                           p tv  
    '3[Ecy#  
    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 `Wn0v2@a(~  
    pF K[b  
    asQ pVP  
    I y8gQdI  
    y<BiR@%,7  
    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。 m?;)C~[  
    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。 *vJ1~SRV  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 iBN,YPo~  
    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。 mRj-$:}L  
    `USR]T_`  
    Z:O24{ro5  
    衍射分束器表面 y\5V (Q\  
    w]tv<U={  
    n_$lRX5  
    [xO^\oQa=c  
    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。 XXuU@G6Z7$  
    "}7K>|a  
    TjD`< k  
    75!IzJG  
    b[GZ sXD-  
    v}xz`]MW<,  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) #q==GT7  
    wA.YEI|CSj  
    Y)c9]1qly  
    "uTzmm$  
     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。  ;lW0p8  
     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,。 [p}J=1S  
     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。 {* >$aI  
    K+ufcct  
    [g=yuVXNZZ  
    G{+sC2  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 Ln[R}qD  
    oF]0o`U&a  
    N(t1?R/e,  
    光栅级次分析仪提供了所有衍射阶的效率的概述,作为许多可能的输出。 m[ay  
    LNXhzW   
    vB/MnEKR  
    使用可编程光栅分析仪,用户可以指定应计算的值。例如:总效率、均匀性误差、0阶效率 KSh<_`j  
    >I]t |RT])  
    ^uIZs}=+  
    设计与评估结果 T>vHZZiO  
    相位功能设计 }k\a~<'X  
    结构设计 Pk~P  
    TEA评价 {(ey!O  
    FMM评估 \w^U<_zq  
    高度标度(公差)
    hJhdHy=U  
    NkNw9?:#4  
    通用设置 9g^@dfBV  
    #`y7L4V*o  
    (d4zNYK  
    提供多次运行文档,允许用户执行任意数量的设计,并提供根据特定标准筛选结果的选项。 9WtTUk  
    通过这种方法获得了以下三个结果:我们将对其进行进一步评估。
    &IXr*I  
    z[z'.{;D  
    ^4B6IF*  
    纯相位传输设计
    j#-ZL-N  
    D~NH 4B  
    =ZzhH};aX  
    ;oob TW{  
    结构设计 78dmXOZ'_h  
    f+fF5Z\  
    xx!o]D-}  
    d /Zt}{  
    &vdGKYs 6  
    更深的分析 I0m/   
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 5_G7XBvD/w  
    •可以利用这一点来纠正零阶不期望的效率,从而改善均匀性。 k5g\s9n]  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 I4qzdD  
    _V-@95fK  
    L G{N  
    Zm&Zz^s  
    使用TEA进行性能评估 [gIStKe  
    3"I 1'+  
    zr84%_^  
    RTLu]Bry  
    使用FMM进行性能评估 _f^q!tP&d  
    m]7Y )&3  
    I[tU}ojP  
    g@B9i =  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 Ujq)h:`  
    <C# s0UX  
    ,dZ 9=]  
    [OH>NpL  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 Zu&trxnNf[  
    OEdp:dW|  
    P63z8^y  
    :T%,.sH  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 c?jjY4u  
    ScZ$&n  
    +-qD!(&-6  
    0S/&^  
    VirtualLab Fusion技术 X=${`n%LG  
    1;.}u= 8  
    sDJ5'ul  
    Q`r1pO  
     
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