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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 {~'H  
    oxzq!U  
    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。 H O*YBL  
    w"~<h;  
    h&`y$Jj  
     wt?o 7R2  
    设计任务 Z7z]2v3}c  
    m(_9<bc>  
    使用近轴近似的衍射1：7×7分束器的初步设计通过严格分析，进一步优化零阶均匀性和影响 YG`? o  
    ugLlI2 nJ  
     _{)9b24(  
    {[W(a<%bXm  
    光栅级次分析模块设置 9->q|E4  
                           /8c&Axuv  
    6pp$-uS  
    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。 QIK 9  
    N=~~EtX  
    `*_CElpP"  
    t7*#[x)a  
    50$W0L$  
    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。 Ee)xnY%(  
    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。 S-c ^eLzQ  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 n_23EcSy  
    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。 [E|uY]DR  
    vFhz!P~  
     ?lKhzH.T  
    衍射分束器表面 ? JXa~.dA  
    wxdyF&U n  
     x-;`-Uo%  
    [>Fm [5x  
    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。 pW|u P8#  
    Z h'&-c_J  
    *x(Jq?5O7X  
    Cy@ cLdV  
    :NE/Ddgc'  
     }r3~rG<D71  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) yWb4Ify  
    J=H)JH3  
     H=~9CJ+tc  
    /tj$luls5  
     一般光栅组件提供了薄元近似(TEA)和傅里叶模态方法(FMM)作为解决模型给定的光栅。 Ia4)uV8  
     薄元近似通常产生更快的结果，当结构小于波长的5倍,可能有精度问题，。 8ObeiVXf)  
     傅里叶模态方法允许一个严格的模拟，但需要更高的数值计算。 tC)6  
    /.Q4~Hw%}  
     G%{0i20_  
    D$q'FZH  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 ~ap2m  
    H"Dn]$Q\Z  
     #g9ZX16}  
    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。 ;rR/5d1!  
    r:g9Z_  
    |"Z{I3Umg  
    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 $k%Z$NSN=  
    $[ z y  
    i$uN4tVKT  
    设计与评估结果 (.23rVvnT@  
    相位功能设计 5v _P Oq  
    结构设计 y7lWeBnC  
    TEA评价 )jDJMi_[  
    FMM评估 c0rk<V%5+  
    高度标度（公差）     go'j/4Tp  
    K7(MD1tk  
    通用设置 3yO=S0`  
    `u_Qa  
    l=={pb  
    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。 MesRa(  
    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。     lpm JLH.F  
    \".^K5Pm  
    zm#nV Y`  
    纯相位传输设计     #R&H &1  
     jNyoN1M  
     wCKj7y[  
    PK2~fJB  
    结构设计 \RG!@$i  
    i$^ZTb^  
     egR-w[{  
    s0"e'  
    anN#5jt  
    更深的分析 s8mr''  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 e %O0hE  
    •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。 5M_Wj*a}7  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 ~Y!kB:D5;~  
    04@cLDX8uB  
     nsuX*C7  
    TnH\O$  
    使用TEA进行性能评估 Dr#c)P~Wd  
    nE W31 8  
     }}{Yw  
     3Ofc\  
    使用FMM进行性能评估 rofNZ;nu  
    rZ03x\2  
     >SmV74[s2  
    19U]2D/z  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 CI7A# 6-  
    Z;DCI-Wg  
     zu\`1W^  
     %Y nmuZ  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 S?0$?w?  
    ,_ 2x{0w:>  
     ^+|De}`u  
     uaPx"  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 uE5X~  
    +cu^%CXT  
     |NFZ(6vNh  
     9$*s8}|  
    VirtualLab Fusion技术 %&<LNEiUN  
    A*yi"{FLi  
     @'2m$a  
    :!TI K1  
     
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