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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 qUJ"* )S  
    0= $/  
    直接设计非近轴衍射分束器仍然是一个挑战。由于衍射角相当大，元件的特征尺寸与工作波长在相同的数量级上。因此，设计过程超出了近轴建模方法。因此，在这个例子中，迭代傅里叶变换算法(IFTA)和薄元素近似(TEA)用于衍射元素的初始设计结构，和傅里叶模态方法(FMM)随后应用于严格的性能评估。 ):$KM{X  
    Ei!Z]jeK  
    fsL9d}  
     |a{; <a  
    设计任务 ?Y4 +3`\x  
    FRQ.ix2  
    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 )U %`7(bN  
    m!FuC=e  
     ZmsYRk~@-  
    1 /M^7Vb.  
    光栅级次分析模块设置 m _)-  
                           1&boD\ 7  
    I3Vu/&8f|  
    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。 _ $F=A  
    5#.m'a)  
    ^~~Rto)Y  
    +e{ui +  
    9JA@m  
    1. 通过应用设计带中的结构设计，所得到的传输函数可以转换为结构轮廓。 X:i?gRy"  
    2. 对于此转换，使用了薄元近似(TEA)。因此，所得到的结构与初始相位函数成正比。 T!c|O3m  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 rfwJLl/  
    4. 要在不同的模拟场景中使用这种结构，需要从组件内部获取实际的采样表面或指定的堆栈。 7Eyi~jes  
    k{qxsNM  
     X:W\EeH  
    衍射分束器表面  0s;~9>  
    Y$JVxly  
     Ae>+Fcv  
    b/S:&%E  
    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。 k4q":}M  
    NY.Cr.}  
    7KIekL  
    *u+DAg'&  
    |S8$NI2  
     }097[-g7  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) fpf]qQ W~7  
    g{N}]_%Uh  
     BM!ZdoKrKt  
    Mq0MtC6-  
     一般光栅组件提供了薄元近似(TEA)和傅里叶模态方法(FMM)作为解决模型给定的光栅。 S`s]zdUTP  
     薄元近似通常产生更快的结果，当结构小于波长的5倍,可能有精度问题，。 9y!0WZE{e  
     傅里叶模态方法允许一个严格的模拟，但需要更高的数值计算。 yJ?=##  
    01mu6)  
     !ZTghX}D  
    +R*DE5dz  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 -Lq+FTezE  
    -64l f-<  
     (.#nl}fA  
    光栅级次分析仪提供了所有衍射阶的效率的概述，作为许多可能的输出。 c6:uM1V{  
    beO Mln+R  
    Kd oI  
    使用可编程光栅分析仪，用户可以指定应计算的值。例如:总效率、均匀性误差、0阶效率 =;Q/bD->  
    og";mC  
    6_`Bo%  
    设计与评估结果 Qz@_"wm[  
    相位功能设计 GN_L"|#)=  
    结构设计 yr%[IX]R  
    TEA评价 %IO*(5f  
    FMM评估 YrL(4 Nt8  
    高度标度（公差）     fw&*;az  
    QT c{7&  
    通用设置 GQ1/pys  
    b+~_/;Y9  
    T<*)Cdid  
    提供多次运行文档，允许用户执行任意数量的设计，并提供根据特定标准筛选结果的选项。  xL15uWk-  
    通过这种方法获得了以下三个结果：我们将对其进行进一步评估。     vEI{AmogRx  
    }#7l-@{<  
    qm_l# u6  
    纯相位传输设计     }ktIG|GC  
    Mxl;Im]!`.  
     ZLzc\>QX  
    4. R(`#f  
    结构设计  bUcp8  
    s)WA9PiC  
     .2%t3ul[  
    `t/j6 e]  
    C+' -TLeu  
    更深的分析 aL:|Dr3SX  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 1%_RXQVG  
    •可以利用这一点来纠正零阶不期望的效率，从而改善均匀性。 3(oMASf  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 1@Jp3wW  
    H4ie$/[$8  
     4bk`i*-O  
    *)RKU),3nL  
    使用TEA进行性能评估 ZiZ@3O6  
    o}Grb/LJ  
     #e@NV4q  
     1Le8W)J  
    使用FMM进行性能评估 kl]V_ 7[  
    e%e.|+  
     Ue \A ,  
    !L.R"8!  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 dU3A:uS^  
    ymm]+v5S.]  
     jSpj6:@B  
    y#a,d||N1  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 Md4Q.8  
    %%K3J<5  
     zg ,=A?  
     deAV:c  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 MiZ<v/L2  
    6CFnE7TQf  
      _".h(  
     X{x(p  
    VirtualLab Fusion技术 {#kCqjWG  
    Z7bJ<TpZ  
     LF7 }gQs ^  
    2Vti|@JYp  
     
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