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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 B3I\=  
    FswMEf-|  
    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。 1B3,lYBM  
    Rl4r 9  
    ixJUq o  
     .?SClTqg  
    设计任务 7YRDQjg  
    @LY 5]og  
    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 PN:8H>  
    ?o0#h  
     ` w Sg/  
    LvpHR#K)F5  
    光栅级次分析模块设置 {nQ}t }B  
                           _ED1".&#f  
    H+zn:j@~L  
    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。 *jWU8.W  
    ADX}  
    Q}jbk9gM5  
    hMJ \a  
    vg5zsR0u  
    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。 T[)) ful  
    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。 TJY$<:  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 e,E;\x &  
    4. 要在不同的模拟场景中使用这种结构，需要从组件内部获取实际的采样表面或指定的堆栈。 K/[v>(<  
    Y=G *[G#  
     /2u;w !oi.  
    衍射分束器表面 f/)3b`$Wu  
    AW'tZF"  
     Coq0Kzhsab  
    5q]u:  
    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。 OxF\Hm)(  
    T GMHo{ ]  
    ./<3jf :  
    HkvCQH  
    0jv9N6IM  
     if5Y!Tx?G  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) mUy/lo'4  
    jTw s0=F*  
     6@2p@eYo  
    VhSKtD1  
     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。 va8:QHdU  
     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，。 gb(\c:yg1R  
     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。 mC~W/KReA  
    F__>`Do l  
     3|:uIoR{  
    q\#3G  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 #`"'  
    6X|KKsPzX  
     l^`!:BOtR  
    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。 Q,\lS  
    >\DXA)nc  
    |[34<tIN  
    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 6}NvVolr  
    d c&Qi_W  
    SO p%{b  
    设计与评估结果 =hl-c  
    相位功能设计 ^ioTd  
    结构设计 g8kw|BgnL  
    TEA评价 !.t'3~dUf$  
    FMM评估 5!nZvv  
    高度标度（公差）     wuYo@DDU#  
    3SIB #"9  
    通用设置 UjKHGsDi4  
    3C,e>zE}  
    N_0&3PUSM  
    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。 #gN{8Yk>  
    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。     XVv7W5/q]  
    VDnAQ[T@d  
    KktTR`W  
    纯相位传输设计     !Rb7q{@>  
    Kv#daAU  
     j|aT`UH03  
     Mx r#  
    结构设计 jilO%  "  
    rkD4}jV  
     t*}<v@,  
    [2\`Wh:%P  
    T@Q<oNU  
    更深的分析 G,"$Erx  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 A`N;vq,  
    •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。 ]`4 QJ ;#  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 gdG: &{|x  
    r*p%e\ 3  
     3:;%@4f  
    gSe{ S  
    使用TEA进行性能评估 l%w7N9  
    F 1zc4l6  
     c//W#V2Q  
     8c/Ii"1  
    使用FMM进行性能评估 8v6rS-iHP  
    57MoO  
     e5XikL u  
    1b!l+ 8!  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 WI~%n  
    Ol-'2l  
     &1u ?W%(Px  
    9=}/t9k  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 =H?Nb:s  
    qnm9L w#  
     G7=8*@q>:  
     C9iG`?  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 ``z="oD  
    kg@J.   
     <A&R%5Vs  
     ~ dk1fh  
    VirtualLab Fusion技术 S8cFD):q  
    Qv=Z  
     ,Z^GN%Q7a  
    f 0#V^[%Q  
     
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