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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 PW_`qP:  
    I$N7pobh  
    直接设计非近轴衍射分束器仍然是一个挑战。由于衍射角相当大，元件的特征尺寸与工作波长在相同的数量级上。因此，设计过程超出了近轴建模方法。因此，在这个例子中，迭代傅里叶变换算法(IFTA)和薄元素近似(TEA)用于衍射元素的初始设计结构，和傅里叶模态方法(FMM)随后应用于严格的性能评估。 ) Ypz!  
    k)E;(  
    r#xk`a  
     ]+IVSxa!u  
    设计任务 Kp_jy.e7&  
    h3J*1  
    使用近轴近似的衍射1：7×7分束器的初步设计通过严格分析，进一步优化零阶均匀性和影响 xbC~ C~#  
    7b.U!Ju  
     -,>:DUN2  
    |t\KsW  
    光栅级次分析模块设置 ?;8M^a/  
                            nhfwOS  
    u ~71l)LA  
    使用常规的分束器会话2编辑器，VirtualLabFusion提供了一个指导工具，允许用户一步一步地指定所有影响分束器设计的参数。 K<,Y^3]6?  
    f-vK}'Z`,  
    }W "(c YN_  
    *?Wtj  
    h Z#\t  
    1. 通过应用设计带中的结构设计，所得到的传输函数可以转换为结构轮廓。 #v qz{R~nM  
    2. 对于此转换，使用了薄元近似(TEA)。因此，所得到的结构与初始相位函数成正比。 mcMb*?]  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 ^"`Z1)V  
    4. 要在不同的模拟场景中使用这种结构，需要从组件内部获取实际的采样表面或指定的堆栈。 sM9- 0A  
    4 ? {*(  
     ,iOZ |  
    衍射分束器表面 a-Fqp4  
    pSrsp r  
     UQdyv(jXq  
    B_@7IbB  
    为了进一步评估，使用了通用光栅光学设置，其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪，以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 ~}%&p& p  
    7sN0`7  
    K|~AA"I;  
    g!`BXmW  
    !'PlDGD  
     ~mcZUiP9  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) I:/4t^%  
    *08+\ed"#  
     5xv,!/@  
    VLd=" ~  
     一般光栅组件提供了薄元近似(TEA)和傅里叶模态方法(FMM)作为解决模型给定的光栅。 3dU#Ueu  
     薄元近似通常产生更快的结果，当结构小于波长的5倍,可能有精度问题，。 6+#,=!hF{  
     傅里叶模态方法允许一个严格的模拟，但需要更高的数值计算。 % 9YA^ri  
    u p~@?t2  
     &`sR){R  
    DD6'M U4  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 7?]!Ecr"  
    HtS#_y%(  
     @ YrGyq  
    光栅级次分析仪提供了所有衍射阶的效率的概述，作为许多可能的输出。 9>zDJx  
    |Qq+8IeYG  
    j5A\y^Kv  
    使用可编程光栅分析仪，用户可以指定应计算的值。例如:总效率、均匀性误差、0阶效率 U*xxrt/On/  
    5z[6rT=a  
    " V/k<HRw  
    设计与评估结果 SJF2k[da  
    相位功能设计 k#-[ M.i  
    结构设计 ;>'SV~F  
    TEA评价 s3y}Yg  
    FMM评估 8\u;Wf  
    高度标度（公差）     SFOQM*H  
    tdb4?^.s  
    通用设置 7Fc |  
    t3M0La&  
    ^zkd{ov  
    提供多次运行文档，允许用户执行任意数量的设计，并提供根据特定标准筛选结果的选项。 @+Pf[J41  
    通过这种方法获得了以下三个结果：我们将对其进行进一步评估。     ur`V{9g  
    `ITDTZ J  
     1dXh\r_n  
    纯相位传输设计     RDJ82{  
    _qk9o  
     SaTEZ.  
    g;ct!f=U  
    结构设计 ]#+5)[N$>  
    _4g}kL02.  
     1w6.   
    uJ7,rq  
    u'{sB5_H  
    更深的分析 ~mW>_[RT;  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 &8.z$}m  
    •可以利用这一点来纠正零阶不期望的效率，从而改善均匀性。 N_|YOw6  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 ~ 6TfW~V  
    ~V|KT}H  
     ~91uk3ST?  
    pq@$&G  
    使用TEA进行性能评估 ;Ce 2d+K  
    >hh"IfIZ4  
     xU:PhhS  
     I(F1S,7  
    使用FMM进行性能评估 `<bCq\+`  
    )bF)RL Z  
     ye9QTK6$,  
    {_+>"esc  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 _zAc 5rS  
    b 49|4   
     E]D4']  
    cC*zj \O  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 t"4Rn<-  
    8j({=xbg&  
     G>9'5Lt  
     t%ou1 &SO  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 wpJ^}+kF  
    IiQWs1  
     9$}+-Z  
     >7eu'  
    VirtualLab Fusion技术 Qq6%53  
    .f[\G*   
     im_0ur&'  
    \["1N-q b  
     
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