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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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    离线infotek
    科学家
     
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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 t^t% >9o  
    s='+[*&&  
    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。 :|7#D,2  
    eRauyL"Q+  
    r-2k<#^r  
     sE1cvAw9l  
    设计任务 8% @| /  
    C*9X;+S0J  
    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 "tK%]c d-  
    En5oi  
     %x)b Z=An  
    5~Y`ikwxL  
    光栅级次分析模块设置 f0<zK !  
                           L74Mz]v  
    CSk]c9=  
    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。 [U\?+@E*  
    5pO|^G j1  
    |"H 2'L$  
    1^ iBS  
    *O?c~UJhhV  
    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。 )P$(]{  
    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。 `i7r]  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 8v:{BHX  
    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。 7  ,Rg~L  
    X/!_>@`7?  
     @=J|%NO  
    衍射分束器表面 Bd>~F7VWs  
    yDWIflP0;  
     E?m~DYnU  
    %!|w(Povq  
    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。 cHFi(K]|1  
     ;C]Ufk  
    Tc2.ciU  
    QFh1sb)]d)  
    f60w%  
     K^- 1M?  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) I[Ra0Q>([k  
    5&Oc`5QD  
     +A9~h/"kt  
    %p Wn9  
     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。 bbm\y] !t  
     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，。 5/H,UL  
     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。 $KHm5*;nd  
    CB@7XUR  
     qT O6I5u  
    lU WXXuO]  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 E&[5b4D@<  
    _1" ecaA  
     g40Hj Y  
    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。 %E?Srs}j  
    gGqrFh\  
    ]5!3|UYS  
    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 VK}4 <u  
    $-4](br|  
    +X?ErQm  
    设计与评估结果 igO>)XbsM  
    相位功能设计 9>}&dQ8  
    结构设计 x`CjFaE~F  
    TEA评价 |Q?h"5i"(  
    FMM评估 ] 5Cr$%H=  
    高度标度（公差）     :uL<UD,vu3  
    i,Ct AbMx  
    通用设置  tm1 =  
    r924!zdbR  
    =C\Tl-$\f  
    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。 $ {yc t  
    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。     fHt\KP  
    PK\ZRl  
    X1o",,N^M  
    纯相位传输设计     ;p`1Y<d-O  
    3i^X9[.  
     >CB-a :  
    6F\ 6,E  
    结构设计 @!ChPl  
    &OR(]Wt0  
     ]4:QqdV  
    tr<~:&H4T  
    fI.|QD*$b  
    更深的分析 rYUIFPN  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 hA=uoe\  
    •可以利用这一点来纠正零阶不期望的效率，从而改善均匀性。 jP@ @<dt  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 +NlnK6T/  
    ~(kEGEF  
     Nc[@QC{  
    SX4*804a_  
    使用TEA进行性能评估 "ubp`7%67  
    Ds1h18  
     l u=a e<M  
     ^F^g(|(K  
    使用FMM进行性能评估 -jH|L{Iyq}  
    g_>&R58  
     Kda'N$|`  
    6<&~ R 3dQ  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 *d._H1zT  
    F:j@JMpQ  
     dX(JV' 18A  
    j^G=9r[,  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 v^"\e&XL  
    &raqrY|V  
     'g#%>  
     OB>Hiy   
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 S^O9}<2g  
    n 0!8)Sth  
     |)x7qy`  
     qxZIH  
    VirtualLab Fusion技术 !do`OEQKR  
    @yp0WB  
     QM,#:m1o  
    /=2aD5r  
     
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