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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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    在线infotek
    科学家
     
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    光币
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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 J5(^VKj  
    S1[, al  
    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]e]<h(  
    3RanAT.nu:  
    P{x6e/  
     "BVp37 m;?  
    设计任务 'b0r?A~c=  
    Cs(sar:7  
    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-skh  
    L6ap |u  
     ah%Ws#&  
    9GRQ^E  
    光栅级次分析模块设置 qX*xQA|ak,  
                           YS#*#!ZMn?  
    ;{aGEOP'U  
    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。 L9<\vJ  
     \_  
    |dz"uIrT  
    : 0 ,yq?M  
    Vef!5]t5  
    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。 v$D U q+  
    2. 对于此转换，使用了薄元近似(TEA)。因此，所得到的结构与初始相位函数成正比。 ' '(rC38  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 damG*-7Svx  
    4. 要在不同的模拟场景中使用这种结构，需要从组件内部获取实际的采样表面或指定的堆栈。 peF)U !`D  
    ="5D}%  
     xr{Ym99E$  
    衍射分束器表面 q-+:1E  
    F}7sb#G  
     NYr)=&)Ke.  
    KzP{bK5/  
    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。 i!RfUod  
    7FJ4;HLQ  
    + c+i u6+"  
    ]'"Sa<->  
    s[sv4hq  
     h=0a9vIXF  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) A .Wf6o  
    !\<a2>4$T  
     hPUAm6 b;  
    ,:e~aG,B  
     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。 swxX3GR  
     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，。 ;Y[D#Ja-  
     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。 e6>G8d  
    ) $_1U!z  
     DnFzCJ  
    /IG{j}  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 Uns%6o  
    Ps>:|j+  
     e.skE>&  
    光栅级次分析仪提供了所有衍射阶的效率的概述，作为许多可能的输出。 W} i6{ Vh  
    0cE9O9kE  
    rHTZM,zM=H  
    使用可编程光栅分析仪，用户可以指定应计算的值。例如:总效率、均匀性误差、0阶效率 6e rYjq  
    cZQ8[I  
    5E-;4o;RI(  
    设计与评估结果 X!qK[b@Z  
    相位功能设计 D>[Sib/@  
    结构设计 O7Jux-E1C  
    TEA评价 2t9UJu4  
    FMM评估 w8w0:@0(  
    高度标度（公差）     (0 H=f6N  
    S )rr  
    通用设置 CYLab5A  
    [9${4=Kq  
    b9RHsr]V  
    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。  C3{hf  
    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。     g ns}%\,  
    9gcW;  
    &U7v=a  
    纯相位传输设计     ;ND$4$  
    r=5 S0  
     -0d9,,c  
    hHN[K  
    结构设计 pE&G]ZC  
    \Q|-Npw  
     3e&+[j  
    `P;r[j"  
    RJ'[m~yl5X  
    更深的分析 "-$}GUK?Z  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 OUi;f_*[r  
    •可以利用这一点来纠正零阶不期望的效率，从而改善均匀性。 l.o/H|  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 Q3 8+`EhLA  
    P|<V0 Vs.  
     Ze~P6  
    d\JaYizp  
    使用TEA进行性能评估 Q;$k?G=l  
    C P}fxDW  
     =G:Krc8w@  
     N!(mM;1X)  
    使用FMM进行性能评估 G0UaE1n  
    6}TunR  
     %NrH\v{7Q  
    EwzR4,r\M  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 K<e #y!  
    X\h.@+f=  
     1 %P-X!  
    }#FV{C]  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 Ojc Tu  
    Vc(4d-d5  
     ._G ,uP$  
     09-8Xzz  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 |Gf<Ql_.4  
    <{kPa_`'  
     <?KPyg2  
     }ssV"5M  
    VirtualLab Fusion技术 m[}k]PB>  
    -i`jS_-Cv-  
     &u2;S?7m  
    $H@SXx  
     
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