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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 i8R.Wl$l  
    "=)i'x"0"  
    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。 Gy{C*m7Q  
    M7Ej#Y  
    nLK%5C  
     d"zbY\`  
    设计任务 N<wy"N{iS  
    & sbA:xZBA  
    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 cU}j Whu  
    0gY,[aQ2  
     i<<NKv8;  
    cJ9:XWW  
    光栅级次分析模块设置 HfN-WYiR  
                           KQsS)ju  
    bni :B?#  
    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。 Id8^6FLw  
    S-^y;#=  
    g Z3VT{  
    PAF2=  
    oQJK}9QR  
    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。 #;. tVo I  
    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。 f(q^R  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 ) *:<3g!  
    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。 U85t !U  
    d R2#n  
     ~7PPB|XY  
    衍射分束器表面 FG8genCH@  
    7aTo! T  
     5A]IiX4Z  
    #W<D~C[I _  
    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。 `X?l`H;#  
    S3nA}1R  
    n y6-_mA]  
    2%g)0[1  
    ?! dp0<  
     H?8uy_Sc  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) Ikiv+Fq(  
    BBw]>*  
     @ -pi  
    =]x FHw8A  
     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。 Z[8{V  
     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，。 qe!`LeT#  
     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。 cad1eOT'  
    k^gnOU;  
     * bmdY=#7  
    `WF?87l1  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 w2y{3O"p=  
    jM1|+o*Wr  
     . (*V|&n  
    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。 YBQO]3f  
    |x3&#(Tf  
    2#'{Q4K  
    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 +GMM&6<  
    6 )eO%M`  
    F;yq/e#Q  
    设计与评估结果 OIB~ W  
    相位功能设计 |;{^Mci%  
    结构设计 b8)>:F  
    TEA评价 reLYtv  
    FMM评估 0+IJ, ;Wx  
    高度标度（公差）     Z QND^a:  
    &s_O6cqgh  
    通用设置 PIP2(-{ai  
    Dw    
    bnLvJ]i)  
    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。 S*rgYe!E  
    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。     J!%Yy\G  
    Y1EN|!WZ  
    ~Bn#A kL  
    纯相位传输设计     C)`ZI8  
    1g{`1[.QO  
     n5"rSgUtE  
    4\<[y]pv  
    结构设计 fKIwdk%!-  
    _m0H gLS~  
     l/;OC  
    KZeRbq2 jJ  
    -tZ2 N  
    更深的分析 @P+k7"f  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 2H fP$.  
    •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。 \^SL Zhe  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 Y>Q9?>}Q  
    yd5r]6ej  
     <||F$t  
    {'G@-+K  
    使用TEA进行性能评估 /78gXHv  
    VcIsAK".4[  
     !cT#G  
     w(n&(5FzB<  
    使用FMM进行性能评估 5gZ0a4  
    1t=Y+|vA9  
     !TP8LQ  
    |332G64K  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 V^nYG$si  
    kvv-f9/-  
     P (jlWr$$  
    hf0G-r_ow  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 [ivz/r(Rj  
    ^CI.F.#X|  
     zMt"ST.  
     J7t5 B}}  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 R+8+L|\wHv  
    bmhvC9  
     Ki}PO`s  
     bP&o] ?dN  
    VirtualLab Fusion技术 JT&CJ&#[h  
    75wQH*  
     -% PUY(  
    kmNY ;b6Y$  
     
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