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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 ec`re+1r  
    p_(En4QSH  
    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。 oR,6esA+6n  
    zhm0 J-g  
    [sjkm+ ?  
     nmts% u  
    设计任务 ]%y>l j?Y  
    yCA8/)>Gm  
    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 \=7jp|{Yl  
    d,?Tq  
     nJGs,~"  
    El@*Fo  
    光栅级次分析模块设置 7F6 B  
                           [`oVMR  
    <e?Eva%t`  
    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。 [61*/=gWe  
    hxK;f  
    ~D>pu%F  
    bc4V&  
    KbtV>  
    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。 W7 dSx  
    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。 \Dy|}LE  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 b0YEIV<$  
    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。 6o7t eX  
    E_aBDiyDf  
     6[4VbIBSI  
    衍射分束器表面 /KX+'@  
    !{ (Bc8 hT  
     {x.0Yh7  
    )0iN2L]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。 Z i.' V  
    i/%l B  
    9i}$245lB  
    Pv/ v=s>X  
    giX[2`^NG  
     |Ia9bg'1U  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) GPK\nz}  
    r+8D|stS  
     F{!pii5O9  
    8>,w8(Nt  
     一般光栅组件提供了薄元近似(TEA)和傅里叶模态方法(FMM)作为解决模型给定的光栅。 5N;'CAk  
     薄元近似通常产生更快的结果，当结构小于波长的5倍,可能有精度问题，。 a \1QnCy  
     傅里叶模态方法允许一个严格的模拟，但需要更高的数值计算。 &.\7='$F  
    +IWH7qRtp  
     %z-*C'j5H  
    )/%5f{+}  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 e5>'H!)  
    &<]f-  
     wCB*v<*  
    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。 z'_Fg0kR{  
    ur\6~'l4  
    nYj rEy)Q  
    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 #e8 Piw  
    32<D9_  
    /oHCV0!0  
    设计与评估结果 &Y=0 0  
    相位功能设计 ERV]N:(  
    结构设计 d@$| zr6  
    TEA评价 > 0MP[  
    FMM评估 G/<zd)  
    高度标度（公差）     eKvr1m- -  
    Iz09O:ER  
    通用设置 >8"Svt$  
    /;#kV]nF  
    uLS]=:BT  
    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。 vTO9XHc E  
    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。     #`*uX6C  
    B#Ybdp ;  
    _|#abLh%  
    纯相位传输设计     9kH~=`:?  
    X3l>GeUi  
     Q+T#J9Y  
    E]OexRJ^i  
    结构设计 y9 {7+]  
    /GIGE##1F  
     UhDQl%&He  
    W^tD6H;  
    *#mmk1`  
    更深的分析 O8@65URKx  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 9:USxFM  
    •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。 DQQ]grU  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 })/P[^  
    K$,Zg  
     T(D6'm:X  
    .[O{,r  
    使用TEA进行性能评估 $*#^C;7O  
    89FAh6uE  
     ,=u;1  
     /grTOf&  
    使用FMM进行性能评估 [`\VgKeu  
    ]<>cjk.ya  
     ^Spu/55_  
    k4K. ml IO  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 #Q8_:dPY  
    '@t$3 hk  
     f CU]  
    Zd[rn:9\  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 =GX5T(P8k  
    +; KUL6  
     ; j!dbT~5  
     f8:nKb>nq$  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 e"S?qpJK  
    D;pI!S<#  
     odhS0+d^  
     %;'~TtW5  
    VirtualLab Fusion技术 loVg{N :  
    m)tu~ neM  
     P8z%*/ 3NF  
    N#T'}>ty  
     
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