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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 3~v' Ev  
    faH113nc  
    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。 <d!_.f}v  
    #Duz|F+%  
    }j9V0`Q  
     ?[{_*qh  
    设计任务 =s3f{0G  
    N6yPuH  
    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 91Bl{  
    Ch;C\H:X  
     67<Ym0+ =  
    #'s}=i}y"C  
    光栅级次分析模块设置 C 8 [W  
                           rik-C7  
    QfqosoP\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。 hI249gW9  
    B^Z %38o  
    ;.*n77Y  
    cVCylR U"  
    2rK%fV53b  
    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。 &,~0*&r0  
    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。 P")duv  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 !5 8j xh  
    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。 UOh % "h  
    mFoE2?Y  
     *htv:Sr  
    衍射分束器表面 9[# 9cv  
    x%<oeM3U  
     *2wFLh  
    kC~\D?8E=  
    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。 R Ptc \4  
    k4WUfL d  
    g?Jx99c;  
    II(7U3  
    u!wR  
     MBlh lMyI  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) '#JC 6#X   
    dS9L(&  
     ey4RKk,  
    ^eu={0k  
     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。 ]r 6S|;:  
     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，。 Q#+y}pOLP  
     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。 0|mF /  
    >SS YYy  
     ~cHpA;x9<^  
    9/[1a_ r  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 u/W  
    2|2'?  
     ,LD[R1TU8  
    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。 vE4ce  
    >\J({/ #O  
    WKjE^u  
    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 TCb 7-s  
    8HL$y-F  
    ?f}lYQzM  
    设计与评估结果 Id_?  
    相位功能设计 ;S,k U{F  
    结构设计 h?cf)L  
    TEA评价 /3( a'o[  
    FMM评估 ~96fyk|  
    高度标度（公差）     ey icMy`7{  
    /HlLfW  
    通用设置 ,\t:R1.  
    RXo!K iQO  
    6 GL.bS  
    提供多次运行文档，允许用户执行任意数量的设计，并提供根据特定标准筛选结果的选项。 bLSZZfq  
    通过这种方法获得了以下三个结果：我们将对其进行进一步评估。     hT c VMc  
    6I5,PB  
    km%c0:  
    纯相位传输设计     PAYbsn  
    l'Oz-p.@  
     Zq,[se'nh"  
    uL.)+E  
    结构设计 l+%2kR  
    LYYz =gvZl  
     ;"d>lyL  
    V5]}b[X  
    +0{$J\s  
    更深的分析 % ~!A,  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 osBwX.G'l  
    •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。 I-L52%E]  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 % s|` 1`c  
    aicvu(%EE  
     _zuaImJ0o  
    lfle7;  
    使用TEA进行性能评估 nTy8:k']  
    1R}rL#h;=  
     REEs}88);'  
     blUnAu o~  
    使用FMM进行性能评估 !z EW)  
    wW. V>$q  
     H<Ne\zAv  
    !]^,!7x,8j  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 r)4GH%+?fv  
    ;7;=)/-  
     ]npsclvJ  
    E:_m6 m  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 MXVQ90  
    xZMQ+OW2i  
     fN!ci']  
     <./r%3$;7  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 -[h2fqu1  
    L6>;"]:f`  
     *h <_gn  
     FrKI=8  
    VirtualLab Fusion技术 w<qn@f  
    Fj_6jsDb  
     3Ygt!  
    y}\d]*5  
     
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