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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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    在线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 yf lt2 R  
    *8WcRx  
    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。 S yf0dp3  
    xJ0Q8A  
    -5&|"YYjr{  
     RyAss0Sm^  
    设计任务 eD#R4  
    z~Ec*  
    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 =Wgz\uGJ  
    ?E6*Ef  
     6+Y^A})(F-  
    `S&$y4|Vs  
    光栅级次分析模块设置 <"&I'9  
                           mbZS J  
    =P,h5J  
    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。 z 8w&;Ls  
    c)7i%RF'  
    A,WZ}v}_  
    /q3]AVV  
    qi ;X_\v  
    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。 ;$0)k(c9  
    2. 对于此转换，使用了薄元近似(TEA)。因此，所得到的结构与初始相位函数成正比。 H&yK{0H  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 Ah|,`0dw  
    4. 要在不同的模拟场景中使用这种结构，需要从组件内部获取实际的采样表面或指定的堆栈。 f{[] m(X;  
    fw[Z7`\Q5  
     <<ze84 E  
    衍射分束器表面 ~EV7E F  
    0-N"_1k|?  
     Zy<gA >  
    oD@~wcMIT0  
    为了进一步评估，使用了通用光栅光学设置，其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪，以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 bPe|/wp  
    !_ng_,J  
    @Yl&Jg2l'  
    nw)yK%`;M  
    ['G@`e*\  
     ~boTh  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) EWr8=@iU  
    oX;D|8 f  
     O%Mi`\W@  
    j9bn|p$DA  
     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。 O< \i{4}}  
     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，。 Bq20U:f  
     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。 ]P5|V4FXo  
    [VsTyqV a  
     rEM#J"wF  
    SDW_Y^Tb  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 4"=(kC~~  
    =/|2f; Q  
     nO{m2&r+  
    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。 Q&X#( 3&'  
    65~X!90k  
    7FTf8  
    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 [Ju5O[o  
    ly8IrgtKy  
    a%fMf[Fu  
    设计与评估结果 2<  "-  
    相位功能设计 Q`ALyp,9b  
    结构设计 '/ >7pB  
    TEA评价 V"r2 t9A  
    FMM评估 ?FRuuAS  
    高度标度（公差）     &F!Ct(c99  
    -/7[\S  
    通用设置 :B(vk3;U!  
    ISbhC!59  
    "s6\l~+9l  
    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。 qrK\f  
    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。     pSzO )j  
    'H]&$AZ;@  
    BwpSw\\?@  
    纯相位传输设计     6^'BhHP  
    y>5??q  
     3O'6 Ae  
    sgc pH  
    结构设计 T=kR!Gx  
    Fr,qVYf  
     v{T%`WuPRf  
    FthrI  
    |@+/R .l  
    更深的分析 9c}mAg4  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 }C<<l5/ z  
    •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。 {?zBc E:  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 ~kJ}Z<e  
    8(b C.  
     jnu!a.H  
    (:spA5  
    使用TEA进行性能评估 ^_Ap?zn  
    [PI!.9H  
     ?4^8C4  
     q9^6A90  
    使用FMM进行性能评估 RXbhuI  
    eL`}j9  
     Vp.&X 8  
    y-/,,,r  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 \%! t2=J!  
    QR#L1+Hn  
     )v+R+3<  
    jk\04k  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 ~@Wg3'&  
    xaSg'8-  
     A'=,q  
     vK10p)ZV  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 ?e. Ge0&  
    ,2R7AHk  
     tS@J)p+_(  
     ]w+n39da  
    VirtualLab Fusion技术 keMfK ]9  
    CU7WK}2h2C  
     ylo/]pVs  
    c2,;t)%@E  
     
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