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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 *91iFeKj=  
    yv =LT~  
    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。 BG_m}3j  
    z6#N f,  
    TviC1 {2  
     QU|{(c  
    设计任务 T8h.!Vef  
    =unMgX]$  
    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 m(,vym t  
    Wp/!;  
     )HNbWGu  
    >d!w&0z>  
    光栅级次分析模块设置 i;;CU9`E2q  
                           6^F"np{w  
    'C)^hj.  
    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;ziM:  
    v%n'_2J =^  
    3Q*K+(`{  
    4Z)`kS} =]  
    /Mb?dVwA  
    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。 \u ?z:mV  
    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。 UeV2`zIg`  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 zYO+;;*@  
    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。 3P3x^NI  
    XeX0\L')R  
     ?`V%[~4_I  
    衍射分束器表面 E#JDbV1AC  
    rV d(H  
     .%_scNP  
    U~-Z`_@^-  
    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。 4SCb9| /Q  
    S!A)kK+  
    z=<x.F  
    wvvMesX<L  
    } R!-*Wk  
     REDh`Wd  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) ,uqSq  
    ?1?D[7$  
     !^cQPX2<  
    gm~Ka%O|F  
     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。 zD}dvI}  
     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，。 wr,X@y%(!  
     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。 ZGK*]o =)  
    cG1-.,r  
     {c`kC]9  
    mwVH>3{j  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 C9`#57Pp  
    pm$,B7Q`oO  
     kKAK;JQ  
    光栅级次分析仪提供了所有衍射阶的效率的概述，作为许多可能的输出。 ,pE{N&p9  
    " NnUu 8x  
    P9; =O$s  
    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 -1d2Qed  
     x9XQ  
    /*!K4)$-*2  
    设计与评估结果 pE@Q (9`b{  
    相位功能设计 %$ |=_K)Ks  
    结构设计 rU`#3}s  
    TEA评价 Q+'mBi}  
    FMM评估 >M[wh>  
    高度标度（公差）     5VdF^.:u  
    g0GC g  
    通用设置 z40uY]Ck  
    Tn,'*D@l  
    S {gB~W  
    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。 \M(0@#-$C  
    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。     $Q*h+)g<  
    ^M6xRkI  
    E9TWLB5A)(  
    纯相位传输设计     ?ORG<11a  
    3Xyu`zS&   
     fBBNP)  
    f{MXH&d 1\  
    结构设计 d|CSWcU  
    ]+\;pb}bq  
     %Ez=  
    jPU:&1(_ n  
    f(!:_!m*  
    更深的分析 `wz@l:e  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 Lb;:<  
    •可以利用这一点来纠正零阶不期望的效率，从而改善均匀性。 mlc0XDS%  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 H!mNHY_fA  
    {^zieP!  
     NwbB\Wl  
    kSoa '  
    使用TEA进行性能评估 .si!`?K%[  
    b$\3Y'":  
     5:v"^"Sz  
     E+-ah vk  
    使用FMM进行性能评估 F33&A<(,  
    ;zVtJG`  
     k/bY>FY2r  
    #AHX{<  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 gFlUMfKh  
    <yzgZXxIaS  
     VsEMF i=  
    <nDuN*|  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 NT+%u-  
    s8;/'?K  
     @9S3u#vP  
     t Dn{;ED<  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 -DD2   
    46`(u"RP  
     '| (#^jAj  
     fui;F"+1  
    VirtualLab Fusion技术 )fSO|4   
    i i&kfy  
     ^W!w~g+  
    j"g[qF/*  
     
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