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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 pCpj#+|_)  
    ^z)lEO  
    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。 &s] s]V)  
    1f}S:Z  
    [a+?z6qI\}  
    T,H]svN5p  
    设计任务 c~$ipX   
    tgrQ$Yjk  
    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 -R&h?ec  
    7Y#b7H  
    YW/<. 0rI  
    sav2.w  
    光栅级次分析模块设置 ~vF.k,  
                           Ulktd^A\  
    [5m;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 (:[><-h.  
    =8tdu B  
    0udE\/4!^  
    kdW i!Hp  
    qqkZbsN  
    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。 yn %w'  
    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。 c 6?5?_ne  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 ` 0\hm`  
    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。 mTs[3opg  
    ShSh/0   
    "BzRL g!J  
    衍射分束器表面 3>S.wyMR4  
    R;;)7|;~  
    Z2 t0l%  
    N%Lh_2EzqV  
    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。 Y-,#3%bT;;  
    wvUph[j}J  
    e7hPIG  
    TmQ2;3%  
    LW2Sko?Yo  
    xQmk2S` y  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) :X ;8$.z  
    _xmM~q[c7p  
    8fDnDA.e  
    S++}kR);  
     一般光栅组件提供了薄元近似(TEA)和傅里叶模态方法(FMM)作为解决模型给定的光栅。 R'9TD=qEK  
     薄元近似通常产生更快的结果,当结构小于波长的5倍,可能有精度问题,。 #z5'5|3  
     傅里叶模态方法允许一个严格的模拟,但需要更高的数值计算。 wS:323 !l$  
    f'#7i@Je  
    bAW;2 NB  
    _$, .NK,6  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 ^&cI+xZ2Y  
    K zM\+yC  
    H5qa7JMZ  
    光栅级次分析仪提供了所有衍射阶的效率的概述,作为许多可能的输出。 f|b|\/.=  
    xy|;WB  
    U+'?#" J8(  
    使用可编程光栅分析仪,用户可以指定应计算的值。例如:总效率、均匀性误差、0阶效率 o >W}1_  
    x^C,xP[#Y;  
    ]jy6C'Mp  
    设计与评估结果 +$v$P!),  
    相位功能设计 Q)Ppx7)  
    结构设计 +J#H9>To!  
    TEA评价 }}Q|O]e  
    FMM评估 :jUd?(  
    高度标度(公差)
    lSbAZ6  
    Qp-nr]  
    通用设置 ]Mtb~^joG  
    H9 't;Do  
    DVCc^5#  
    提供多次运行文档,允许用户执行任意数量的设计,并提供根据特定标准筛选结果的选项。 "5>p]u>  
    通过这种方法获得了以下三个结果:我们将对其进行进一步评估。
    6}<PBl%qe  
    %K/rPhU  
    %r|fuwwJO  
    纯相位传输设计
    -`Z5#8P  
    O'!k$iJNb  
    vK$T$SL  
    hL8QA!  
    结构设计 OS \co :  
    Ozn7C?\*  
    ||/noUK  
    r]8B6iV  
    (zTr/  
    更深的分析 < 27e7H*6  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 (]iw#m{  
    •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。 wN*e6dOF  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 BD9` +9  
    ,Q}/#/  
    ^]Gt<_  
    [#14atv  
    使用TEA进行性能评估 Kj'm<]u  
    /#Ew{RvW'  
    ~_h4|vG  
    D0-C:gz  
    使用FMM进行性能评估 =3& WH0  
    iv56zsR  
    ;2bG-v'4vO  
    (}Gl'.>\M  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 8n2* z  
    "-I>  
    xu_Tocvop  
    2{{M{#}S.  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 mu:Q2t^  
    ( XE`,#  
    SHh g&~B  
    }*? e w  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 5*4P_q(AxD  
    m ;[z)-&"  
    ) Oa"B;\j  
    r^Gl~sX  
    VirtualLab Fusion技术 E9 q8tE}  
    Te5_T&1Z  
    NB16O !r  
    ~;U!?  
     
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