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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 Jb@V}Ul$  
    Jy:Qlx`  
    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。 RDi]2  
    ~s*)f.l  
    NjScc%@y  
    M61xPq8y5  
    设计任务 Xm}/0g&7  
    ;>yxNGV`  
    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 y/{fX(aV  
    nZyX|SPk  
    YMcD|Kbp  
    9'giU r  
    光栅级次分析模块设置 /QWvW=F2<  
                           KIf dafRL  
    1\ ~ "VF*{  
    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 /GN<\_o=q  
    )e+>w=t  
    Tod&&T'UW  
    4N_R:B-V u  
    HGs $*  
    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。 85:=4N%  
    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。  I<mV+ex  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 TH&U j1  
    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。 u(>^3PJ+  
    rk2j#>l$4  
    m@2QnA[ 4  
    衍射分束器表面 <I\/n<*  
    _[c0)2h  
    5|j<`()H :  
    ^R7lom.  
    为了进一步评估,使用了通用光栅光学设置,其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪,以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 EF[@$j   
    5y [Oj^  
    ^e_hLX\SW  
    feDlH[$  
    H9`)BbR  
    IqaT?+O\?r  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) N=5a54!/  
    ]?kZni8j_  
    JV^=v@Z3  
    qFCOUl  
     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。 N1}sHyVq7  
     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,。 ?}tFN_X"  
     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。 -hGk?_Nqa/  
    @]%IK(|  
    mZS >O_E  
    Eex~xiiV  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 %+W{iu[|  
    \O3m9,a   
    ICx#{q@f,  
    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。 eCU:Q  
    KK/tu+"  
    2 /\r)$ 2i  
    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 dk#k bG;  
    pHXm>gTd,J  
    |}s*E_/[  
    设计与评估结果 [2!w_Iw'  
    相位功能设计 w7.V6S$Ga  
    结构设计 VGy<")8D/  
    TEA评价 *k(XW_>  
    FMM评估 #C74z$  
    高度标度(公差)
    YW,tCtI0_  
    vAF "n  
    通用设置 Q^9_' t}X  
    Jy`B!S_l  
    Fx_z6a  
    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。 H7&8\ FNa  
    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。
    /$xU  
    shy-Gu&  
    urs,34h  
    纯相位传输设计
    wY{-BuXv  
    F3[T.sf  
    TTX5EDCrC  
    W fN2bsx>  
    结构设计 j ?3wvw6T  
    7 UKh688  
    y{B=-\O]  
    7?!d^$B  
    ?DS@e@lx  
    更深的分析 "yy5F>0Wt  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 bivuqKA  
    •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。 Drgv`z  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 'A=^Se`=  
    ,GhS[VJjR  
    X6w6%fzOH>  
    $u6"*|  
    使用TEA进行性能评估 $t'MSlF  
    \j}ZB<.>  
    d`=MgHz  
    ^qvZXb  
    使用FMM进行性能评估 T[w]o}>cW  
    XB;7!8|  
    ~f&E7su-6+  
    1Z/(G1  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 :(U ,x<>  
    hE'-is@7  
    38Mv25N  
    x$A+lj]x  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 P-9)38`5  
    HYD'.uj  
    ^KnU4sD  
    X&.ArXn*  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 ;IvY^(YS@;  
    /Y:sLGQLD  
    3V+] 9;  
    ]!W=^!  
    VirtualLab Fusion技术 kf\PioD8  
    r Xt}6[S  
    ;0]aq0_#(  
    T8?Ghbn  
     
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