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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 B1Cu?k);.  
    * k ^?L  
    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。 'Q F@@48  
    H^C$2f  
    ?_b zg'  
     L4-v'Z;  
    设计任务 t bEJyA  
    |(\T;~7'  
    使用近轴近似的衍射1：7×7分束器的初步设计通过严格分析，进一步优化零阶均匀性和影响 ae|j#!~oi  
    Z1ZjQt#~+  
     f jm(C#^-  
    2VyJ  
    光栅级次分析模块设置 2h5L#\H"  
                           YPNG9^Y  
    &pZn cm  
    使用常规的分束器会话2编辑器，VirtualLabFusion提供了一个指导工具，允许用户一步一步地指定所有影响分束器设计的参数。 ~V6wcXd  
    ZQY?wO: [  
    MGE8S$Z  
    24Uvi:B?~  
    ]ovb!X_  
    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。 ErXzKf  
    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。 _?QVc0S!  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 :M _N  
    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。 tzV^.QWm  
    \olYv!f  
     S{#L7S  
    衍射分束器表面 Ek%mX"  
    w=feXA3-S  
     &Y3 r'"  
    '| rhm  
    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。 ap|$8 G  
    H^r;,Q$9  
    Uon^z?0A  
    S5>?j n1  
    >JckN4 v  
     rK} =<R  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) ur K~]68  
    b:t|9 FE%  
     % "CF-K@th  
    ^9fY %98  
     一般光栅组件提供了薄元近似(TEA)和傅里叶模态方法(FMM)作为解决模型给定的光栅。 ! n13B  
     薄元近似通常产生更快的结果，当结构小于波长的5倍,可能有精度问题，。 f1,VbuS9I  
     傅里叶模态方法允许一个严格的模拟，但需要更高的数值计算。 ^e\H V4s  
    >&%#`PKT  
     &UfP8GE9  
    R;3n L[{U  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 GLWEoV9<  
    (utk)  
     My<.^~  
    光栅级次分析仪提供了所有衍射阶的效率的概述，作为许多可能的输出。 uyDPWnYk  
    L-eO_tTh0  
    d`9ofw~3=  
    使用可编程光栅分析仪，用户可以指定应计算的值。例如:总效率、均匀性误差、0阶效率 X([p0W 9V(  
    L~|_CRw  
    *!m(oP  
    设计与评估结果 V 0z`p"  
    相位功能设计 8@A}.:  
    结构设计 Ym|%ka  
    TEA评价 GW,RE\Q:  
    FMM评估 '@dk3:3t  
    高度标度（公差）     9oQ$w?=#$  
    as3*49^9  
    通用设置 A"i $.dR{  
    *%CDQx0}  
    @id!F<+%oD  
    提供多次运行文档，允许用户执行任意数量的设计，并提供根据特定标准筛选结果的选项。 ex6 QHUQ  
    通过这种方法获得了以下三个结果：我们将对其进行进一步评估。     F4DJML-(  
    ,{2= nb[  
    QERj`/g  
    纯相位传输设计     ;u;_\k<qK  
    9%Qlg4~<s  
     H/}W_ h^^  
    zS*vKyye>  
    结构设计 crQ_@@X?<  
    =*{Ii]D  
     Pl\NzB,`  
    3HqTVq`&  
    Q8D#kAYw  
    更深的分析 of8 >xvE|  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 unc8WXW  
    •可以利用这一点来纠正零阶不期望的效率，从而改善均匀性。 M$s9   
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 s"5wnp6pW  
    GB4^ 4Ajx  
     :!yPR  
    "7J38Ej\  
    使用TEA进行性能评估 -% \LW1  
    ,!dVhG#  
     x %W%  
     aGNb  Cm  
    使用FMM进行性能评估 V3(8?Fz.  
    =[,EFkU?B  
     .iYp9?t  
    zl<D"eP  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 B?l 0u  
    |7QSr!{_  
     uCoy~kt292  
    YI>9C 76L  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 \aN7[>R.Q  
    Je4hQJ<h  
     35J VF*z  
     dU-nE5  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 RFPcH8-u7  
    n0Qp:_2z  
     p<+Y;,+  
     ?[;>1+D  
    VirtualLab Fusion技术 7(d#zu6n  
    5Od&-~O  
     WO6R04+WV  
    E24j(>   
     
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