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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 f 2WVg;Z  
    )Te\6qM  
    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。 o?baiOkH  
    7{#p'.nc5  
    2{ F-@}=  
     E`)e ;^  
    设计任务 Wg|6{'a  
    G_F_TNO  
    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 opfnIkCe  
    56Wh<i3  
     -H6 0T,o  
    vMzL+D2)  
    光栅级次分析模块设置 {sw|bLo|+  
                           ygz2bHpD~  
    XJ7B?Z g  
    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。 OxJ HhF  
    EXSH{P O+  
    &lzY"Y*hA0  
    GgpE"M?  
    zA#pgX[#  
    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。 *).  
    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。 u>'0Xo9R  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 nAP*w6m0j  
    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。 B&MDn']fV/  
    WI1Y P0V  
     +Z"Wa0wA  
    衍射分束器表面 upMs yLp(  
    }9ulHiR  
     ( #dR\Di  
    7{r7  
    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。 z(A60b}  
    3Dr\ O_`u  
    #'/rFT4{v  
    zTue(Kr  
    "smU5 s,P  
     tar/no  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) 5YrzOqg=  
    PS~_a  
     5%TSUU+<I  
    N1Y uLG:  
     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。 V dJ  
     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，。 HL{aqT2  
     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。 $}4ao2  
    }X9 &!A8z  
     i6bUJtL  
    24od74\  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 3ko h!q+  
    +wj}x?ZeV  
     z^wod  
    光栅级次分析仪提供了所有衍射阶的效率的概述，作为许多可能的输出。 O=K0KOj  
    13@e mb  
    =o~mZ/ 7=M  
    使用可编程光栅分析仪，用户可以指定应计算的值。例如:总效率、均匀性误差、0阶效率 >JNdtP8s/1  
    +184|nJ<2  
    +_X*one  
    设计与评估结果 2?qT,pN  
    相位功能设计 GYtgw9 "Y  
    结构设计 g8/ ,E-u  
    TEA评价 8}BM`@MG  
    FMM评估 fx>QP?Z  
    高度标度（公差）     SOPair <r  
    w!`e!}  
    通用设置  3B]E2  
    ~APS_iG[  
    <XrXs  
    提供多次运行文档，允许用户执行任意数量的设计，并提供根据特定标准筛选结果的选项。 -V2f.QE%  
    通过这种方法获得了以下三个结果：我们将对其进行进一步评估。     #)L}{mHLM-  
    8yIBx%"4MH  
    P*[wB_^&UP  
    纯相位传输设计     pa^_D~  
    B W)@.!C  
     ]fDb|s48  
    uNEl]Q]<e]  
    结构设计 aY4v'[  
    ;0| :.q  
     j0LZ )V  
    ~zZOogM<  
    NVQ.;"2w  
    更深的分析 tW!*W?  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 O=LW[h!  
    •可以利用这一点来纠正零阶不期望的效率，从而改善均匀性。 le_a IbB"P  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 l_;6xkv4  
    !5'4FUlJ  
     K/(QR_@?  
    W2%@}IDm  
    使用TEA进行性能评估 Ugo!  
    |7KWa(V5I  
     0`V=x+*,  
     .(8 V  
    使用FMM进行性能评估 %Cj_z  
    #Mk3cp^Yl  
     o; 6^:  
    G]$EIf'  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 1.N2!:&G|  
    W8x&:5Fc)3  
     \ C$t  
    amExZ/  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 3_9CREZCl  
    HNc/p4z  
     <H#0pFB  
     *Ej;}KSv  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 E 6MeM'sx  
    V60"j(  
     `gC J[  
     XgXXBKf$  
    VirtualLab Fusion技术 X. Ur`X  
    @@-TW`G7  
     @*|UyK.   
    U8gj\G\`  
     
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