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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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    光券
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2023-08-09
    摘要 eD(;W n  
    cEdf&*_-'I  
    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。 li @:  
    ax.;IU  
    S7B7'[ru  
     6`c5\G+  
    设计任务 |)Q#U$ m  
    H%nA"-  
    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 As}e I!  
    *?JNh;  
     65HP9`5Tm  
    {h}0"5  
    光栅级次分析模块设置 .83{NF  
                           <:n !qQS6  
    ?M/H{  
    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。 .jXD0~N8q  
    '%H\ k5^  
    ]ZMFK>"^%  
    @#j?Z7E|  
    [$Dzf<0  
    1. 通过应用设计带中的结构设计，所得到的传输函数可以转换为结构轮廓。 ir{li?kV  
    2. 对于此转换，使用了薄元近似(TEA)。因此，所得到的结构与初始相位函数成正比。 rW P -Rm  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 tk5zq-/ d  
    4. 要在不同的模拟场景中使用这种结构，需要从组件内部获取实际的采样表面或指定的堆栈。 xg^Z. q)d  
    CE|iu!-4  
     f@j)t%mh  
    衍射分束器表面 zao=}j?  
    8PB 8h  
     m8T< x>  
    t=;P1d?E;  
    为了进一步评估，使用了通用光栅光学设置，其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪，以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 4:I'zR5  
    HM]mOmL90N  
    G%HuB5:u  
    x+;a2yE~  
    .eHOG]H  
     61@;3yV  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) sQXj?5!  
    <2V:tj)?P  
     !U "?vSl  
    (-[73v-w  
     一般光栅组件提供了薄元近似(TEA)和傅里叶模态方法(FMM)作为解决模型给定的光栅。 \C}_l+nY  
     薄元近似通常产生更快的结果，当结构小于波长的5倍,可能有精度问题，。 lVYrP|#  
     傅里叶模态方法允许一个严格的模拟，但需要更高的数值计算。 8#{DBWU  
    4G_At  
     l+UUv]:1  
    [["az'Lrk?  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 z[sP/{~z  
    pQNTN.L9NZ  
     h@{mcz  
    光栅级次分析仪提供了所有衍射阶的效率的概述，作为许多可能的输出。 R_zQiSwG<  
    '* eeup  
    Bln($lOz  
    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 wj{[g^y%  
    | zyO;  
    /wX5>^  
    设计与评估结果 IZs NMY  
    相位功能设计 {g]Mx|5Q  
    结构设计 Fl}{"eCF8  
    TEA评价 *A ([1l&]i  
    FMM评估 0}3Xry,{  
    高度标度（公差）     KK';ho,W  
    '/'dg5bfV  
    通用设置 $.F.xYS9IJ  
    DLH|y%"  
    l 2ARM3"  
    提供多次运行文档，允许用户执行任意数量的设计，并提供根据特定标准筛选结果的选项。 #oD;?Mi  
    通过这种方法获得了以下三个结果：我们将对其进行进一步评估。     ku5vaP(  
    z=6zc-$y 9  
    l{mC|8X  
    纯相位传输设计     ( u^`3=%n  
     ae>B0#=  
     WyU\,"  
    =mYwO=:D  
    结构设计 E<[ Y KY  
    z'9U.v'M)  
     2_Gb K-  
    _$P1N^}Zs  
    1d 1 ~`B  
    更深的分析 \P;2s<6i\  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 &7r73~TXm  
    •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。 ECk* H  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 n.7-$1  
    -oT3`d3  
     o/hj~;(]  
    LUzn7FZk  
    使用TEA进行性能评估 }u]7x:lh  
    -BC`p 8  
     1 \Z/}FT  
     ;~GBD]  
    使用FMM进行性能评估 PJL [En*  
    ] @uuB\u  
     -sxu7I  
    lx<!*2 -^  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 4+J>/ xiZ  
    "i,ZG$S#E  
     8 .t3`FGH  
    tz9"#=}0  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化  a"D'QqtH  
    .dsB\ C  
     # TZ`   
     #A&49a3^1  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 s+E: 7T9P  
    g&rz*)|/  
     k\X yR4r  
     { u3giB  
    VirtualLab Fusion技术 & zv!cf  
    U%n>(!d  
     ,WBKN)%u  
    Pq, iR J  
     
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