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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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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2023-08-09
    摘要 "S'Yn-  
    g&w~eWpk  
    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。 7>MG8pf3a  
    7;TMxO=bra  
    NA0Z~Ug>  
     &J9 + 5L8  
    设计任务 u Uq= L  
    SnUR?k1  
    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 abS~'r14  
    & uwOyb  
     7>r[.g  
    w1zMY:9  
    光栅级次分析模块设置 zXlerQWUv  
                           lq3D!+ m  
    7p!f+\kM  
    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。 $E;Tj|W  
    J1gnR  
    8"d??3ZXJ  
    se>\5k  
    vA6onYjA  
    1. 通过应用设计带中的结构设计，所得到的传输函数可以转换为结构轮廓。 -Mrt%1g  
    2. 对于此转换，使用了薄元近似(TEA)。因此，所得到的结构与初始相位函数成正比。 FaWc:GsfB  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 6)i>qz).  
    4. 要在不同的模拟场景中使用这种结构，需要从组件内部获取实际的采样表面或指定的堆栈。 7J6Z?  
     6; )5v  
     M?P\YAn$  
    衍射分束器表面 ;C1#[U1Uy  
    zHNBX Rx  
     a0A=R5_  
    tG9C(D`G  
    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。 <?DI!~  
    >;j&]]-&  
    'ks  .TS&  
    |XNw&X1VF  
    jd5kkX8=  
     Qqj9o2  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) x7gd6"10^  
    :nl,A c  
     y eIS}O  
    ?A.ah  
     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。 z"QtP[_m  
     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，。 L|s\IM1g  
     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。 Pq{p\Qkj  
    vy={ziJ  
     J2oh#TGp  
    ?0sTx6x@  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 ;[P>  
    2g_mQT  
     X$Q.A^9  
    光栅级次分析仪提供了所有衍射阶的效率的概述，作为许多可能的输出。 hHDLrr  
    q&6|uV])H  
    rxy5Nrue  
    使用可编程光栅分析仪，用户可以指定应计算的值。例如:总效率、均匀性误差、0阶效率 B2LXF3#/  
    g;[t1~oF  
    LH_ U#P`E  
    设计与评估结果 (OwGp3g  
    相位功能设计 XMP4YWuVc  
    结构设计 <ycR/X  
    TEA评价 *""W`x  
    FMM评估 H)&iFq  
    高度标度（公差）     x11riK  
    HFyQ$pbBU  
    通用设置 tGXH)=K  
    OfA+|xT&  
    #v~dhx=R  
    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。 z_KCG2=5  
    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。     1BEc"  
    cZoj|=3a  
    =;I+: K  
    纯相位传输设计     't*]6^  
    ve.P{;;Ky  
     %{^|Av1Uz  
    }1Mf0S  
    结构设计 glROT@  
    cAVdH{$"  
     cCx{ ")  
    &{qKoI]  
    =^{MyR7  
    更深的分析 :.a184ax  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 f4d-eXGwx`  
    •可以利用这一点来纠正零阶不期望的效率，从而改善均匀性。 (@^ySiU  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 XUUP#<,s  
    `e3$jy@  
     :Zob"*T  
    t7V7TL!5'  
    使用TEA进行性能评估 [[N${C  
    ug;\`.nT^  
     bBo>Y7%  
     w"QZ7EyJ  
    使用FMM进行性能评估 7D'D7=Z.  
    k w   
     ` ` Yk  
    DYgB_Iak  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 R(P(G;#j  
    Z8Vof~  
     nr}Ols  
    yn<J>e  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 Ix@B*Xz:`  
    ,D<U PtPQ  
     a +~b3  
     NNE(jJ`/  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 ?(Plb&kR  
    O1DUBRli!q  
     7#9%,6Yi  
     anfnqa8  
    VirtualLab Fusion技术 E:A!tu$B  
    vW?/:  
     R1%J6wZq  
    7(^F@,,@  
     
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