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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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    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 KNQj U-A  
    C za }cF  
    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。 cRr3!<EZ  
    Oi:Hs  
    0R\.G1f%  
     >\pF5a`  
    设计任务  gvo98Id  
    Y#V(CIDe  
    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 _oBx:G6E  
    M$ieM[_T  
     P}gtJ;  
    AU`z.Isf  
    光栅级次分析模块设置 "A~dt5GJ  
                           Z'k?lkB2i  
    lN5PKsGl  
    使用常规的分束器会话2编辑器，VirtualLabFusion提供了一个指导工具，允许用户一步一步地指定所有影响分束器设计的参数。 Ce<z[?u  
    v}t{*P  
    F3!@|/<w  
    Y]`=cR`/"  
    > _sSni  
    1. 通过应用设计带中的结构设计，所得到的传输函数可以转换为结构轮廓。 @"fv[=Xb  
    2. 对于此转换，使用了薄元近似(TEA)。因此，所得到的结构与初始相位函数成正比。 B\rY\  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 ",gVo\^  
    4. 要在不同的模拟场景中使用这种结构，需要从组件内部获取实际的采样表面或指定的堆栈。 -th.(eAx  
    I$+=Fb'N0  
     )#\3c,<Y  
    衍射分束器表面 $=E4pb4Y  
    x2)WiO/As  
     Gd\/n*j  
    X4hz\={  
    为了进一步评估，使用了通用光栅光学设置，其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪，以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 <BBzv-?D  
    ]SU)L5Dt;  
    2@Nd02v|  
    Y_y!$jd(N  
    P(8Yz W  
     ~s'}_5;VY  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) *: FS/ir  
    %{r3"Q=;W  
     b&h'>(  
     bV(BwWm  
     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。 5,f`5'$  
     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，。 wV f 7<@/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。 yc7b%T*Y  
    A ?V-Sz#  
     F^Jz   
    Q Rr9|p{  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 S#p_Y^A  
    S m=ln)G=  
     0~$9z+S  
    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。 7#UJ444b~  
    RLQ*&[A}  
    9 $X" D  
    使用可编程光栅分析仪，用户可以指定应计算的值。例如:总效率、均匀性误差、0阶效率 KV;q}EyG  
    R|qNyNXo[  
    Kg<~Uf=1  
    设计与评估结果 b}Im>n!  
    相位功能设计 ShV_8F z  
    结构设计 {GCp5  
    TEA评价 v.:Q& ]  
    FMM评估 rBL2A  
    高度标度（公差）     &_;=]t s  
    hUvA;E(qD  
    通用设置 .e3@fq  
    =<9Mv+Ry8  
    WixEnsJ  
    提供多次运行文档，允许用户执行任意数量的设计，并提供根据特定标准筛选结果的选项。 16I[z+RG  
    通过这种方法获得了以下三个结果：我们将对其进行进一步评估。     %|JL=E}%|  
    7],y(:[=v  
    e&ZTRgYdi  
    纯相位传输设计     jc:=Pe!E  
    A-myY30  
     s-SFu  
    xgNV0;g,  
    结构设计 6A>bm{`c:  
    ' cS| BT  
     17l?li  
    ESIJ QM-[+  
    qPDRB.K|}  
    更深的分析 @0H0!9'  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 sL TQm*jL  
    •可以利用这一点来纠正零阶不期望的效率，从而改善均匀性。 #>~A-k)  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 +Gy9K  
    bY,dWNS:  
     tJtp1$h  
    "BpDlTYM  
    使用TEA进行性能评估 l>i:M#z&  
    oLlfqV,|L\  
     JCZ&TK  
     D2 o|.e<r  
    使用FMM进行性能评估 {s6#h#U  
    W>{&" 5  
     %O[1yZh \  
    dn42'(p@G  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 Q-G8Fo%#,E  
    2|RxowXZ"  
     T51oNO%^  
    q]!FFi{w;  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 I) *J,hs1  
    0$y HO2 f  
     K!>3`[:I"  
      ++8 Xi1  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 fyx Q{J  
    L4u.cH J}0  
     Pq-@waH3  
     Ut1s~b1  
    VirtualLab Fusion技术 e2nZwPH  
    4RQ38%> >j  
     hD,^mru  
    Q3t%JP>;g  
     
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