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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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    光券
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2023-08-09
    摘要 KoYF]  
    ?2a$*(  
    直接设计非近轴衍射分束器仍然是一个挑战。由于衍射角相当大，元件的特征尺寸与工作波长在相同的数量级上。因此，设计过程超出了近轴建模方法。因此，在这个例子中，迭代傅里叶变换算法(IFTA)和薄元素近似(TEA)用于衍射元素的初始设计结构，和傅里叶模态方法(FMM)随后应用于严格的性能评估。 s2?&!  
    @HW*09TG  
    hZ3bVi)L\  
     ysN3  
    设计任务 9mgIUjz  
    G3]4A&h9v~  
    使用近轴近似的衍射1：7×7分束器的初步设计通过严格分析，进一步优化零阶均匀性和影响 0(I j%Wi,  
    eyaNs{TV  
     w!CNRtM:~  
    \v{=gK  
    光栅级次分析模块设置 8MBAtVmy  
                           ^8tEach  
    `/g UV  
    使用常规的分束器会话2编辑器，VirtualLabFusion提供了一个指导工具，允许用户一步一步地指定所有影响分束器设计的参数。 ^aQ"E9  
    K,]=6 Rj  
    n%-0V>  
    =;k|*Ny  
    .hiSw  
    1. 通过应用设计带中的结构设计，所得到的传输函数可以转换为结构轮廓。 J1kM\8%b\  
    2. 对于此转换，使用了薄元近似(TEA)。因此，所得到的结构与初始相位函数成正比。 !wNO8;(  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 e )ZUO_Q$  
    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。 >/\'zi]L  
    wzaV;ac4K  
     Mtv?:q  
    衍射分束器表面 H]!"Zq k  
    U.TA^S]`g  
     Jwp7gYZ  
    !BI;C(,RL  
    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。 tgaO!{9I?  
    l~.-e^p?  
    )+M0Y_r  
    E9}C  #  
    ':W[A  
     *A< 5*Db:F  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) -8Xf0_  
    -N@|QK>  
     :4s1CC+@\  
    :EH=_"  
     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。 t Pf40`@  
     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，。 cAy3^{3:  
     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。 C?Ucu]cW  
    J;%Xfx]  
     3F0 N^)@  
    9cgU T@a  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 2%> FR4a  
    -+5>|N#  
     uMv1O{  
    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。 j4b4!^fV  
    &R siVBA  
    [V!tVDs&'o  
    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 S$k&vc(0  
    Wf<LR3  
    *dF>_F  
    设计与评估结果 qNr} \J|  
    相位功能设计 a> )f=uS  
    结构设计 kl,3IKHa  
    TEA评价 6Iw\c  
    FMM评估 .KC ++\{HE  
    高度标度（公差）     V,9cl,z+  
    !wp3!bLp  
    通用设置 8] ikygt"  
    ~v83pu1!2s  
    B;WCTMy}  
    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。 ;wVwX6:ZKr  
    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。     lLD12d  
    _rYkis^ u  
    GF WA>5n'  
    纯相位传输设计     3~ \[7I/  
    -![|}pX  
     tu?MYp;  
    2JFpZU"1  
    结构设计 *' X3z@R  
    PVOv[%  
     T>GM%^h,7-  
    N<-Gk6`C/  
    }&e5$lB  
    更深的分析 c|1&lYal;  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 fT{Yg /j  
    •可以利用这一点来纠正零阶不期望的效率，从而改善均匀性。 "\=U)CJ  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 d7i]FV  
    EE'!|N3  
     nOz.G"  
    05k0n E  
    使用TEA进行性能评估 N&pCx&  
    g*"P:n71  
     '\GbmD^F  
     J$!iq|  
    使用FMM进行性能评估 D0q ":WvE  
    4aY|TN/|  
     >*n0n!vF  
    ? qA]w9x  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 #,.Hr#3nI  
    _y>~ yZx  
     :lzrgsW  
    0L KRN|@  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 wT\49DT"7  
    9S-9.mvop  
     -]=@s  
     \15nS B  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 `g})|Gx  
    m_l[MG\  
     5D l/aHb  
     ;'Nd~:-]  
    VirtualLab Fusion技术 <o= 8 FO  
    H4JTGt1"  
     7!$^r$t   
    6DWgl$[[  
     
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