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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 z,bK.KFSs  
    upZ tVdd  
    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。 SSq4KFO1  
    [b_qC'K[  
    GS7'pTsYH  
     !^o{}*]Pi  
    设计任务 \ C>+ubF  
    r-*j"1 e  
    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  Q7-iy  
    yZN~A:  
     " %qr*|  
    B]vR=F}*  
    光栅级次分析模块设置 #d06wYz=  
                           ]s!id[j  
    dS\!tdHP-Q  
    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。 u:Ye`]~o  
    '1(6@5tyWk  
    *nc3A[B#C  
    evpy%/D  
    ANJL8t-m  
    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。 ve:Oe{Ie{  
    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。 <EQaYZY=  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 bWSc&/ 9y  
    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。 `HO] kJpX  
    Fq_>}k@fI  
     [$pb  
    衍射分束器表面 Zw _aeJ  
    00{a }@n  
     H%etYpD  
    X6T[+]Gc  
    为了进一步评估，使用了通用光栅光学设置，其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪，以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 `SOQPAnK+;  
    ~Uey'Xz  
    _RbM'_y+E  
    SM%/pu;  
    {}rnn$HQe  
     lSlZ^.&  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) tv`b##  
    4w#2m>.  
     5gII|8>rQ  
    jvAjnh#  
     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。 e&*b{>1*  
     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，。 p*)I QM<B  
     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。 -FI)o`AE  
    y:^o ._  
     r>7 +&s*yk  
    %l14K_  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 *^Ges;5 $"  
    /-i m g^^  
     9#m3<oSJ  
    光栅级次分析仪提供了所有衍射阶的效率的概述，作为许多可能的输出。 ^,mN-.W  
    idGn{f((f  
    nlI3|5  
    使用可编程光栅分析仪，用户可以指定应计算的值。例如:总效率、均匀性误差、0阶效率 /CMgWGI  
    K *{RGE  
    L6DYunh}^N  
    设计与评估结果 3;VH'hh_  
    相位功能设计 B :S8{  
    结构设计 sW'_K.z  
    TEA评价 Jwfb%Xge~  
    FMM评估 7}y@VO6]  
    高度标度（公差）     (QL:7  
    CLk,]kA'r  
    通用设置 ]jC{o,?s  
    ]s\vc:cc?  
    -CuuO=h  
    提供多次运行文档，允许用户执行任意数量的设计，并提供根据特定标准筛选结果的选项。 7s3=Fa:9Q  
    通过这种方法获得了以下三个结果：我们将对其进行进一步评估。     ^<-)rzTI  
    E:dN)  
    U,Uy0s2r  
    纯相位传输设计     8>W52~^fU  
    :" Otsb7  
     rab$[?]  
    U#S-x5Gn  
    结构设计 y<w_>O  
    r~YBj>}  
     9jY+0h*uP  
    li v=q  
    &M<"Fmn  
    更深的分析 H#D:'B j29  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 +_$s9`@]6  
    •可以利用这一点来纠正零阶不期望的效率，从而改善均匀性。 VevG 64o  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 yj#FO'UY  
    \8!CKnfs  
     Q~qM;l\i  
    /;d 5p  
    使用TEA进行性能评估 |9\i+)C  
    m$^5{qpg  
     M!5=3>Z  
     J$42*SY  
    使用FMM进行性能评估 E;{CoL  
    ZD'mwj+K  
     n44 T4q  
    4'*-[TKC  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 >6jal?4u-  
    Anu:  
     ?A7 AVR  
    9aLd!P uTN  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 ar\|D\0V  
    =pi,]m  
     )Sb-e(sl  
     Z!~_#_Ugl  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 w(aj'i  
    Q"D  
     2wB *c9~  
     nRB3VsL  
    VirtualLab Fusion技术 89^g$ ac  
    Qs za,09  
     ?!U.o1  
    O50<h O]l  
     
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