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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 1 #q^uqO0  
    s%^o*LQ|9  
    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。 e62y  
    R5gado  
    4~*Y];!Q  
     ><K!~pst}  
    设计任务 1|]xo3j"'  
    05"qi6tncz  
    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 gvGi %gq  
    _[F@1NJ  
     K\aAM;)-  
    QkL@JF]Re  
    光栅级次分析模块设置 SOs,)  
                           S~> 5INud  
    GkciA{  
    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。 |AC6sfA+  
    Dp`HeSKU^  
    SY|Ez!tU:N  
    !)nD xM`p  
    >D~w}z/fk  
    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。 !LiQ 1`V{  
    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。 9T?64t<Ju  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 6rT4iC3Q{  
    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。 YmgCl!r@  
    R1/q3x  
     Dkw*Je#6PX  
    衍射分束器表面 .jargvAL*  
    `s%QeAde  
     _ eiF@G  
    n/AW?'  
    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。 5 q65nF  
    lJ&y&N<O  
    ]4o?BkL  
    {xToz]YA  
    H-2_j  
     &[~[~m|  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) h0lu!m#\_  
    vhpvO >Q  
     8U=A{{0p  
    7k~Lttuk  
     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。 Y"*:&E2)r  
     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，。 G0/>8_Q>Nr  
     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。 :Y^I]`lR"  
    |xeE3,8  
     {*$9,  
    fI]bzv;  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 mW +tV1XjG  
    0+j}};   
     s!de2z  
    光栅级次分析仪提供了所有衍射阶的效率的概述，作为许多可能的输出。 UJn/s;$.e  
    ESv:1o`?n  
    ) Fx ?%  
    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 SX_4=^  
    OpQ8\[X+  
    %t[K36,p  
    设计与评估结果 {(Fe7,.S3  
    相位功能设计 ^/a*.cu  
    结构设计 8^vArS;  
    TEA评价 o%qkqK1  
    FMM评估 hDvpOIUL1  
    高度标度（公差）      CC#C  
    V.2[ F|P;3  
    通用设置 #KE;=$(S  
    J*K<FFp3<  
    |7c `(.  
    提供多次运行文档，允许用户执行任意数量的设计，并提供根据特定标准筛选结果的选项。 u5F}(+4r  
    通过这种方法获得了以下三个结果：我们将对其进行进一步评估。     ?wCs&tM  
    eM }W6vIn  
    N"1 QX6  
    纯相位传输设计     I N_gF_@%  
    l#xw.2bo  
     ]nc2/S%  
    ]! )xr  
    结构设计 SH=:p^J  
    u E.^w;~2=  
     km4g}~N</  
    Rsn^eR6^  
    t3>$|}O]t  
    更深的分析 oIxH3T  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 A{(T'/~"  
    •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。 3]`mQm E  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 ^*>n4U  
    aDveU)]=1  
     De]^&qw(  
    zt?H~0$LB  
    使用TEA进行性能评估 ?0z)EPQ|  
    (Fqa][0  
     G#lg|# -#  
     I.a0[E/,  
    使用FMM进行性能评估 oyW00]ka  
    2fbU-9Rfn  
     uP6-cs  
    %)JRbX<c  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 F[]&1  
    ! TDD^  
     k>>`fE\K  
    W_m!@T"@H  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 0'@u!m?  
    1ktHN: ta  
     qiU5{}  
     L#ZLawG  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 Q!]IG;3Sx|  
    1i+FL''  
     WW6yFriuW  
     [>p6   
    VirtualLab Fusion技术 Pgev)rh[  
    }4vjKSV  
     ?l 9=$'  
    X HQh4W3  
     
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