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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 -?[:Zn~$a  
    | v+b?@  
    直接设计非近轴衍射分束器仍然是一个挑战。由于衍射角相当大，元件的特征尺寸与工作波长在相同的数量级上。因此，设计过程超出了近轴建模方法。因此，在这个例子中，迭代傅里叶变换算法(IFTA)和薄元素近似(TEA)用于衍射元素的初始设计结构，和傅里叶模态方法(FMM)随后应用于严格的性能评估。 H>B:jJf  
    x]:mc%4-Z  
    c-,/qn/  
     1JM~Ls%Z  
    设计任务 PHoW|K_e  
    p0/I}n4<5n  
    使用近轴近似的衍射1：7×7分束器的初步设计通过严格分析，进一步优化零阶均匀性和影响 ~(c<ioIf  
    '*pq@|q;t  
     lUrchLoDt  
    XjC+kH  
    光栅级次分析模块设置 ,SBL~JJ  
                           0y(d|;':  
    G100L}d"N  
    使用常规的分束器会话2编辑器，VirtualLabFusion提供了一个指导工具，允许用户一步一步地指定所有影响分束器设计的参数。 !tVV +vT#  
    ,70|I{,Km  
    Y9C]-zEv  
    k~H-:@  
    6 ^p 6v   
    1. 通过应用设计带中的结构设计，所得到的传输函数可以转换为结构轮廓。 QeK~A@|F&  
    2. 对于此转换，使用了薄元近似(TEA)。因此，所得到的结构与初始相位函数成正比。 JS4pJe\q  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 6^ ~& sA  
    4. 要在不同的模拟场景中使用这种结构，需要从组件内部获取实际的采样表面或指定的堆栈。 tY7u\Y;^  
    vi'K|[!?  
     ]}9EBf  
    衍射分束器表面 ?#W>^Za=  
    <J- aq;p  
     2/GH5b(  
    u3q!te  
    为了进一步评估，使用了通用光栅光学设置，其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪，以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 /];F4AO5  
    .w0?  
    =U:iR  
     Z/64E^  
    >IRo]-,  
     Axr 'zc  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) 'h:4 Fzo<  
    5K8\hoW{  
     i'a M#4V  
    CxO) d7c  
     一般光栅组件提供了薄元近似(TEA)和傅里叶模态方法(FMM)作为解决模型给定的光栅。 XOxm<3gXn  
     薄元近似通常产生更快的结果，当结构小于波长的5倍,可能有精度问题，。 I%%$O' S  
     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。 [ML4<Eb+ x  
    ohwQ%NDl  
     i22R3&C  
    Ouj5NL  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 ct/I85c@P  
    __zsrIUJ  
     j@9A!5<CCk  
    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。 *? c~7ru  
    xa K:@/  
    |u03~L9G  
    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 ;Eck7nRA)  
    oI^iL\\2h  
    J?%Z7&/M>  
    设计与评估结果 Y*4\K%e(  
    相位功能设计 1 }:k w  
    结构设计 _I2AJn`#  
    TEA评价 D@mDhhK_  
    FMM评估 m(9E{;   
    高度标度（公差）     keX0br7u_  
    ak<?Eu9rV  
    通用设置 7^S&g.A  
    K~[/n<ks  
    SMnbI .0  
    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。 Hd4&"oeY  
    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。     I5  
    @T1-0!TM')  
    )\t#e`3  
    纯相位传输设计     puDy&T  
    iHTxD1 D+H  
     <>p\9rVp*^  
    t@b';Cuv  
    结构设计 GAQVeL1  
    l'c|I &Y]  
     nc([e9_9v  
    wN;o++6V  
    ^M8\ 3G  
    更深的分析 +i{&"o4}  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 9-9`;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。 7HFw*;  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 )KkA<O}f  
    24]O0K  
     ZcIwyh(`  
    0YW<>Y`6  
    使用TEA进行性能评估 TqCzpf&&h/  
    !k Hpw2  
     u2o6EU`  
     s}UPe)Vu  
    使用FMM进行性能评估 RKRk,jRL  
    E+csK*A7  
     Ws'3*HAce  
    ~G ,n>  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 lZ'NL bK  
    zPZy#7/A  
     t4 $cMf  
    D L<r2h  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 ; *r5 d+]  
    'lg6<M%#[  
     *=)%T(^  
     q>f1V3  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 d8e6}C2v  
    x>7}>Y*(  
     HP"5*C5D  
     LBbk]I  
    VirtualLab Fusion技术 Ez+.tbEA,  
    OlQ7Yi>  
     V(w2k^7) F  
    LQ373 j-  
     
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