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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 !lN a`  
    |8U7C\S[  
    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。 g@6X|W5,J  
    R EH&kcn  
    L z>{FOR  
     `~+a=Q  
    设计任务 .6Lhy3x  
    /'=^^%&:B  
    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 #z^1)7  
    JX@6Sg<  
     19-yM`O  
    GoVPo'  
    光栅级次分析模块设置 -"dy z(  
                           4k2c mM$  
    dj&m  
    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。 ^`r|3c0  
    6p]R)K>wS  
    }}bi#G:R+  
    u-M$45vct  
    8qYGlew,  
    1. 通过应用设计带中的结构设计，所得到的传输函数可以转换为结构轮廓。 X-r,>o:  
    2. 对于此转换，使用了薄元近似(TEA)。因此，所得到的结构与初始相位函数成正比。 W;g+R-  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 @NwM+^  
    4. 要在不同的模拟场景中使用这种结构，需要从组件内部获取实际的采样表面或指定的堆栈。 k+GK1Yl  
    d!z).G  
     iGeT^!N  
    衍射分束器表面 (Rg!km%2T  
    Qnb?hvb"d  
     pW^ ?g|_}  
    Q2pboZ86  
    为了进一步评估，使用了通用光栅光学设置，其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪，以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 QDT{Xg* I  
    uZ?CVluP  
    yr 9)ga%  
    ~0r.3KTl"Y  
    -%gd')@SfD  
     P 7.8tM2}  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) -j=&J8Za  
    Csm!\ I  
     *P\_:>bV(  
    }%d-U;Tt2  
     一般光栅组件提供了薄元近似(TEA)和傅里叶模态方法(FMM)作为解决模型给定的光栅。 JEF7hJz~  
     薄元近似通常产生更快的结果，当结构小于波长的5倍,可能有精度问题，。 3b[+m}UWQ  
     傅里叶模态方法允许一个严格的模拟，但需要更高的数值计算。 HYnqx>L ~  
    o@`E.4  
     C2|2XL'l(C  
    z2q5f :d8  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 ~ 2oP,  
    @ZPTf>J}  
     D!T4k]^  
    光栅级次分析仪提供了所有衍射阶的效率的概述，作为许多可能的输出。 9Kx:^~}20o  
    jh](s U  
    m7eIhmP  
    使用可编程光栅分析仪，用户可以指定应计算的值。例如:总效率、均匀性误差、0阶效率 u0KZrz  
    <Jrb"H[ T"  
    eo52X &I  
    设计与评估结果 p[cL# fBz  
    相位功能设计 yrNc[kS/  
    结构设计 zXU{p\;)\  
    TEA评价 ;fME4Sp  
    FMM评估 s1$#G!'  
    高度标度（公差）     ugPI1'f  
    ko>O ~@r  
    通用设置 e+ w  
    :k/U7 2  
    "g1;TT:1~  
    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。 yBh"qnOT  
    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。     'nt,+`.y6  
    b!~%a  
    `(suRp8!  
    纯相位传输设计     0F'UFn>{  
    vK7,O%!S  
     LVl0:!>~  
    yzR=:0J  
    结构设计 Hf!4(\yN  
    '#::ba[9w  
     D\*_ulc]  
    6="&K_Q7  
    at]Q4  
    更深的分析 o(NyOC  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 ?s} E<Kr  
    •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。 $uB(@Ft.  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 @W- f{V  
    #R4KBXN  
     Jxw:Jk ~  
    CHP6H}#|g  
    使用TEA进行性能评估 { (,vm}iFL  
    G6VHl:e7z  
      8\ ;G+  
     x%ag.g2I  
    使用FMM进行性能评估 !Y(qpC:$  
    6WcbJ_"mq  
     gF5EtdN?|  
    svjFy/T(lL  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 Qug'B  
    "FvlZRfXj  
     F <Z=%M3e  
    e-)1K  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 iPpJ`i#@+  
    f_XCO=8'v  
     `~TGVa`D  
     eW,Pn'  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 "*\3.`Kd  
    j&GKpt  
     G_4P)G3H  
     3h4"Rv=,  
    VirtualLab Fusion技术 &bu`\|V  
    )pa|uH +N  
     mLA$ F4/K  
    /loN Outw  
     
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