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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 ~YRG9TK  
    %urd;h D  
    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。 8_Nyy/K#F  
    MSaOFv_Q  
    H@!]5 <:9  
     JnIE6@g<y  
    设计任务 ^_gH}~l+U  
    XY^]nm-{I  
    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 ^).  
    Qg]+&8!*  
     Mz6PH)e;  
    0,whTnH|  
    光栅级次分析模块设置 R8-=N+hX  
                           6,cJ3~!48  
    #w@V!o  
    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。 PH$C."Vv  
    I%:\"g"c  
    t>! Ok  
    *3\*GatJ  
    $f?GD<}?7r  
    1. 通过应用设计带中的结构设计，所得到的传输函数可以转换为结构轮廓。 Ozg,6&3ji  
    2. 对于此转换，使用了薄元近似(TEA)。因此，所得到的结构与初始相位函数成正比。 Z`<5SHQd  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 X;]I jha<*  
    4. 要在不同的模拟场景中使用这种结构，需要从组件内部获取实际的采样表面或指定的堆栈。 UvR.?js(O  
    ezb*tN!  
     qV0GpVJZU?  
    衍射分束器表面 <?F-v  
    yV*jc`1  
     Du #>y!  
    "`NAg  
    为了进一步评估，使用了通用光栅光学设置，其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪，以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 ua E,F^p  
    (q@%eor&}  
    [/o B jiBA  
    9ZNzC i!  
    ot0g@q[3  
     lVCnu> 8  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) q|V|Jl  
    =o4gW`\z  
     jO-T1P']Y  
    ~BiLzT1,  
     一般光栅组件提供了薄元近似(TEA)和傅里叶模态方法(FMM)作为解决模型给定的光栅。 OS-k_l L  
     薄元近似通常产生更快的结果，当结构小于波长的5倍,可能有精度问题，。 ,BFw-A  
     傅里叶模态方法允许一个严格的模拟，但需要更高的数值计算。 M`n0 q y  
    #(QS5J&Qq  
     Z((e-T#,  
    tA]u=-_h  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 0avtfQ +f  
    cJf&R^[T  
     h=Q2 ?O8  
    光栅级次分析仪提供了所有衍射阶的效率的概述，作为许多可能的输出。 V?)YQ B  
    lid0 YK-  
    k t'[  
    使用可编程光栅分析仪，用户可以指定应计算的值。例如:总效率、均匀性误差、0阶效率 d_!}9  
    ;d<O/y,:4  
    W[R`],x`  
    设计与评估结果 wrc1N?[bn  
    相位功能设计 Fi/`3A@68  
    结构设计 &@FufpPw/  
    TEA评价 z%BX^b$Hj  
    FMM评估 Jd~Mq9(  
    高度标度（公差）     &dPUd ~&EL  
    Cn0s?3Fm  
    通用设置 1]9l SE!E7  
    bI^F (  
    cc3/XBo  
    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。 BNe>Lko  
    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。     Tq SjL{l%  
    M N (o  
    hYh~%^0dt  
    纯相位传输设计     f:t j   
    cY Qm8TR<  
     c>3j $D+  
    EEMRy  
    结构设计 ' 9%iHx-<  
    XD" 4t4~>  
     9R">l5u  
    =v0w\( ?N  
    D^a(|L3;  
    更深的分析 ~T/tk?:8Vi  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 r&ys?@+G  
    •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。 &-w.rF@  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 < 2fy(9y  
    kGL3*x  
     r i)`e  
    pFV~1W:  
    使用TEA进行性能评估 2R ^6L@fw  
    -knP5"TB  
     8Q"1I7U  
     Bz|/TV?X(  
    使用FMM进行性能评估 ]omBq<ox'Y  
    6$kh5$[  
     GZHJ 4|DK  
    M`8c|*G   
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 lon9oraF'  
    $e{[fm x  
     fdHFSnQ g  
    2<@g *  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 2kk; z0f  
    ;@:-T/=  
     rVRv*W  
     |f\WVGH  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 Ck>]+rl  
    6!USSipn  
     ]>ndFE6kl  
     :."6g)T  
    VirtualLab Fusion技术 mB6%. "  
    /{P-WRz>  
     "c?31$6  
    d{7)_Sbky  
     
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