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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 *#Lsjk~_-  
    PG^j}  
    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。 v7o?GQ75  
    N"YK@)*Q  
    bl" (<TM  
     l$k]O  
    设计任务 `q f\3JT\  
    lruF96C/Y  
    使用近轴近似的衍射1：7×7分束器的初步设计通过严格分析，进一步优化零阶均匀性和影响 `W"a! ,s2  
    Vq3]7l  
     OX)#F'Sl}  
    7m|`tjQ1  
    光栅级次分析模块设置 %w'/n>]j  
                           MtpU~c  
    VM-qVd-  
    使用常规的分束器会话2编辑器，VirtualLabFusion提供了一个指导工具，允许用户一步一步地指定所有影响分束器设计的参数。 m4P hn~>Gg  
    6\,DnO   
    c y=I0  
    }b_R5U$@@  
    MekT?KPQ{L  
    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。 :"M9*XeHO  
    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。 935-{h@k  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 $i,6B9  
    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。 +={  
    XGE 2J  
     8%;}LK  
    衍射分束器表面 Smq r q  
    6Gs{nFw  
     Y%78>-2 L  
    4*0:bhhhf_  
    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。 $R A4U<  
    ]$m#1Kj  
    Zg)_cRR   
    dV5PhP>6  
    DNm(:%)0  
     q%OcLZ<,  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) &_"ORqn&  
    \ V[;t-  
     x`]Of r'  
    ^~ Ekg:`  
     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。 M0cd-Dn  
     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，。 %*$5!;  
     傅里叶模态方法允许一个严格的模拟，但需要更高的数值计算。 NFB *1_m  
    c:=7lI  
     AI&qU/}  
    p Tcbq  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 C1h#x'k  
    f=t:[ < )  
     tRLE,(S,-  
    光栅级次分析仪提供了所有衍射阶的效率的概述，作为许多可能的输出。 rlR !&  
    8{R&EijC  
    S4L-/<s[*  
    使用可编程光栅分析仪，用户可以指定应计算的值。例如:总效率、均匀性误差、0阶效率 WHp97S'd  
    F(d:t!  
    TG1P=g5h  
    设计与评估结果 yt. f!"  
    相位功能设计 8$\Za,)g  
    结构设计 8V6=i'GK  
    TEA评价 A/!<kp{S  
    FMM评估 inYM+o!Ub  
    高度标度（公差）     7e1dEgn  
    lwVk(l Z  
    通用设置 8jRs =I  
    :%N*{uy  
    F7\BF  
    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。 8h@q  
    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。     VLiIO"u;  
    G;/Q>V  
    1hR (N  
    纯相位传输设计     X` ATH^S  
    5B1G?`]?  
     cC' ~  
    O]t\B *%}  
    结构设计 L~IE,4  
    K]X` sH:  
     gc##V]OD  
    @|BD|{k  
    ,I ZqLA  
    更深的分析 Z(p*Z,?u  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 b\:~;  
    •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。 $`pd|K`  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 }g>kpa0c  
    {-HDkG' 8  
     O16r!6=-n  
    hd5$yU5JQ  
    使用TEA进行性能评估 Dzr e'  
    t)} \9^Uo  
     #EJP(wXa  
     q]TqI' o  
    使用FMM进行性能评估 '99@=3AB:`  
    \QGa 4_#  
     -j&Vtr  
    qbb6,DL7J  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 |H W( vA  
    Rv<L#!; t  
     ]KWK}Zyi  
    /YFa ;2 W  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 _42Z={pZZq  
    vG~+r<:  
     } ~F~hf>s  
     9*\g`fWc}{  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 F}'wH-qp  
    L6+C]t}>6  
     GF'f[F6oI  
     MU1E_"Z)  
    VirtualLab Fusion技术 X FQNr`  
    H -,TS^W  
     -w]/7cH  
    @r<b:?u  
     
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