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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 [A*vl9=  
    8{%/!ylJz  
    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。 3"I 1'+  
    zr84%_^  
    +;FF0_   
     pfZn<n5p  
    设计任务 W 86S)+h  
    .? !{.D  
    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 wqA5GK>m2  
    \m5:~,p=  
     ^row=5]E  
    AWD &K!  
    光栅级次分析模块设置 }! zjj\g^  
                           1hi^  
    nHyWb6  
    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。 JXUO?9  
    ;bP7|  
    -_>c P  
    Yk?ux Z4)H  
    asPD>jc  
    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。 oJyC{G  
    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。  78qf  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 -s:JD J*  
    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。 uZ<Bfrc  
    OK3B6T5w=  
     2kCJqyWy  
    衍射分束器表面 m_\CK5T_  
    n$#^gzU4  
     //H+S q66  
    =wS:)%u  
    为了进一步评估，使用了通用光栅光学设置，其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪，以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 Og30&a!~F  
    #z~D1Zl  
    YwB 5Zqr  
    .}Bb :*@  
    K8284A8v  
     O}IS{/^7  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) Q6Jb]>g\H  
    "]zq<LmX  
     ,,fLK1  
    Pvbw>k;  
     一般光栅组件提供了薄元近似(TEA)和傅里叶模态方法(FMM)作为解决模型给定的光栅。 .!)7x3|$[  
     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，。 yU .B(|  
     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。  "thfd"-  
    Z;WqKIM#  
     1(On.Y=   
    ;qG a|`#j  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 {Z-5  
    !X[lNt O  
     9&rn3hmP  
    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。 |mMW"(~  
    ~a/yLI"'g  
    Ge(r6"%7  
    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 &^&k]JBaV  
    f)"O( c  
    CZwZ#WV6  
    设计与评估结果 %,6@Uu#%6  
    相位功能设计 w5qhKu!1  
    结构设计 u@==Ut  
    TEA评价 Y;-"Z  
    FMM评估 RsTpjY*Xb  
    高度标度（公差）     8&`s wu&  
    |$bZO`^  
    通用设置 Nm\I_wjX  
    K;[V`)d'  
    E.6^~'/  
    提供多次运行文档，允许用户执行任意数量的设计，并提供根据特定标准筛选结果的选项。 m#%5H  
    通过这种方法获得了以下三个结果：我们将对其进行进一步评估。     b3Y9  
    Z)6bqU<LQE  
    nNBxT+3*i  
    纯相位传输设计     9J2% 9,^  
    LR9dQ=fHS  
     V4V TP]'n  
    p(f)u]1`  
    结构设计 m;Sw`nw?  
    dzbzZ@y  
      0m*0I >  
    F\Tlpp9  
    To=1B`@-  
    更深的分析 Zu~ #d)l3N  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 /xf %Rp4}  
    •可以利用这一点来纠正零阶不期望的效率，从而改善均匀性。 2!&:V]  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 ^f3F~XhY3  
    3f M  
     7 F+w o  
    B;G|2um:$  
    使用TEA进行性能评估 QD"V=}'?  
    =>S5}6  
     A!iV iX &y  
     ~rn82an@G  
    使用FMM进行性能评估 2psI\7UjA]  
    LuQ=i`eXx  
     Qj 0@^LA  
    CXA)Zl5#  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 {u9VHAXCf  
    (M5=8g%>d  
     4P2)fLmc  
    qx`*]lX  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 =A=er1~%  
    lza'l  
     6S`eN\s  
     7CwG(c/5  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 N],A&}30  
    (Ptv#LSUX  
     UyK|KL  
     w6#hsRq[C  
    VirtualLab Fusion技术 B8B^@   
    k[G?22t  
     w_\niqm<y  
    ULQ*cW&;?  
     
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