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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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    光券
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2023-08-09
    摘要 jxA*Gg3cT5  
    ? Eh)JJt  
    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。 mi$*,fz  
    Mj-B;r  
    jR o4+8  
     e=EM07z  
    设计任务 &io*pmUm6  
    hS:j$j 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 @P}!mdH1  
    8i?h{G IMV  
     FVS@z5A8<=  
    ~:lN("9OI  
    光栅级次分析模块设置 BX6]d:S  
                           ;l2pdP4jf  
    eXZH#K7S#  
    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。 B3iU#   
    L# NW<T  
    1r;.r|  
    #u6ZCv7u  
    .#$D\cwV  
    1. 通过应用设计带中的结构设计，所得到的传输函数可以转换为结构轮廓。 ' CO3b,  
    2. 对于此转换，使用了薄元近似(TEA)。因此，所得到的结构与初始相位函数成正比。 Mny mV;y"  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 Hze~oAP+  
    4. 要在不同的模拟场景中使用这种结构，需要从组件内部获取实际的采样表面或指定的堆栈。 L BP|  
    ^J$?[@qD  
     .jjv S  
    衍射分束器表面 Fl&Z}&5p  
    >J No2  
     !^<%RT9@|  
    ^zVBS7`J  
    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。 #-Nc1+gu   
    |qTS{qQh{L  
    L;s,xV  
    3"J85V%h]n  
    QnNddCiu=  
     KF4}cM=.5  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) WF0[/Y  
    $S _VR  
     pJ 7="n  
    -{'WIGm  
     一般光栅组件提供了薄元近似(TEA)和傅里叶模态方法(FMM)作为解决模型给定的光栅。 j9Y'HU5"  
     薄元近似通常产生更快的结果，当结构小于波长的5倍,可能有精度问题，。 {]CO;5:  
     傅里叶模态方法允许一个严格的模拟，但需要更高的数值计算。 -%#F5br%  
    IHlTp0?  
     =ADdfuKN  
    JHZ`LWq  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 P_f^gB7  
    Ue22,Pp6  
     UjI -<|  
    光栅级次分析仪提供了所有衍射阶的效率的概述，作为许多可能的输出。 B&oP0 jS  
    ($ l t@j  
    )0W-S9e<  
    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 #b?)fqRJL  
    dNMz(~A[Y  
    K9(Su`zr  
    设计与评估结果 d*{NAq'9X  
    相位功能设计 XLNR%)l  
    结构设计 +P. }<  
    TEA评价 pl.K*9+  
    FMM评估 X}s}E ;v9  
    高度标度（公差）     8S_v} NUm  
    -h/KrB  
    通用设置 )Cm7v@B   
    {v>orP?  
    hRvj iK\  
    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。 ADQ#qA,/  
    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。     Y$SwQ;wl  
    :UgCP ~Y  
    &:" [hU  
    纯相位传输设计     O$Z<R:vVA  
    8={ " j  
     ]7ZY|fP2  
    f\~OG#AaX  
    结构设计 ]VU a $$  
    09psqXU@I  
     sC=fXCGW\p  
    )ZA3m _w]  
    f4TNy^-  
    更深的分析 dLs40 -R  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 /?,c4K,ap  
    •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。 hn bF}AD  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 (3>Z NTm  
    CQ+WBTiC  
     R} #6  
    ;ESuj'*t  
    使用TEA进行性能评估 2}^fhMS  
    oL2 a:\7  
     e(NpX_8  
     ^l(Kj3gM  
    使用FMM进行性能评估 | rDv!m  
    9Xv>FVG!  
     ma<+!*|   
    0rtP :Nj$  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 $O/@bh1@p  
    FB-_a  
     i"{ \ >  
    'L"dM9#>  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 smM*HDK  
    ; iK9'u  
     +Xg]@IS-eg  
     f;k'dqlv  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 *0 0K3  
    Q'ok%9q!p  
      3O:gZRxK  
     `6.rTs $<  
    VirtualLab Fusion技术 QQ5G?E  
    ;c-J)Ky  
     _;Q1P gT  
    +s}"&IV%  
     
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