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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 {OT:3SS7  
    ,]Zp+>{  
    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。 K:yr-#(P/  
    ~9D~7UR  
    |!d"*.Q@F  
     K8^kJSF\  
    设计任务 __p_8P  
    ZF#Rej?  
    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 |'HLz=5\  
    i(2y:U3[@  
     W VkR56  
    `PI(%N  
    光栅级次分析模块设置 P\~{3U  
                           W( *V2<$o  
    ned2lC&'d>  
    使用常规的分束器会话2编辑器，VirtualLabFusion提供了一个指导工具，允许用户一步一步地指定所有影响分束器设计的参数。 K2'O]#  
    IGj`_a  
    :ipoD%@  
    Q^eJ4{Ya:  
    3$M3Q]z  
    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。 9w;?-  
    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。 T bE:||r?^  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 (7$$;  
    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。 /jD-\,:L}  
    fW0$s`  
     ){Mu~P  
    衍射分束器表面 Kf7WcJ4b  
    b_$ 1f >  
     ~krS#\  
     ((DzUyK  
    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。 Q]JX`HgPaU  
    HV]Ze>}  
    9\O(n>  
    EU`T6M  
    G`]w?Di4  
     PE@+w#i7*  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) ~o15#Pfn/  
    B0mLI%B  
     OOy}]uYF`  
    =_=*OEgO]  
     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。 Ya4?{2h@+  
     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，。 ZykrQ\q9  
     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。 {E,SHh   
    BD;H   
     E)YVfM  
    SX+RBVZU  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 #V 43=  
    E'dX)J9e$/  
     V 7<eQ0;m  
    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。 #1Z7&#R/  
    f{Qp  
    F&@|M(  
    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 o42`z>~  
    +g\;bLT  
    OeTu?d&N  
    设计与评估结果 h W.2p+  
    相位功能设计 `^8*<+  
    结构设计 $B _Nc*_e  
    TEA评价 Lx+`<<_dJ  
    FMM评估 yFeeG3 n3  
    高度标度（公差）     d /j@_3'  
    q.oLmX  
    通用设置 y lL8+7W  
    3VP$x@AV  
    L$JI43HZ  
    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。 r,'O ).7  
    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。     |`]oc,1h@  
    O-GxUHwW r  
    G(OFr2M  
    纯相位传输设计     3V-6)V{KaE  
    :EB,{|m  
     T\3[F%?  
    ,YlQK;  
    结构设计 do' ORcZ  
    s-6:N9-  
     rWr/p^~  
    ,f<B}O  
    1P5LH 5  
    更深的分析 e[4V%h  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 =~,l4g\  
    •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。 BED@?:U#h  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 nLd~2qBuv  
    pG28M]\  
     5c;En6W  
    JD&U}dJ  
    使用TEA进行性能评估 5; f\0<-  
    Yw^ Gti'<  
     j`9Nwa  
     kIM C~Z  
    使用FMM进行性能评估 r<_2qICgP  
    DB8s  
     uGCtLA+sL  
    FNJ!IkuR  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 )*HjRTF6G  
    t?.\|2  
     pzSqbgfrQ  
    #Q+R%p  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 0BXs&i-TP5  
    )k~1,  
     =h[yA f  
     j 0?>w{e  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 uQ1jwYK`7  
    E0jUewG  
     MCd F!{  
     d#7]hF  
    VirtualLab Fusion技术 `oPLl0  
    -pX|U~a[  
     x\]z j!  
    w .l|G,%=  
     
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