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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 I&]G   
    rZwB> c  
    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。 >q7 %UK]&  
    9=+-QdX+0]  
    3qM Nl>>  
     H{fM%*w  
    设计任务 B|o%_:]+E  
    7*+TP~WI  
    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 I cF@F>>  
    $L}aQlA1JM  
     p25Fn`}H  
    TbhH&kG)1  
    光栅级次分析模块设置 '$m7ft}  
                           ;")A{tX2  
    g+[kde;(^  
    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。 fA^Em)cs2  
    ~&VN_;j_  
    6yIvaY$KR  
    (36K3=Qa  
    CjL<RJR=  
    1. 通过应用设计带中的结构设计，所得到的传输函数可以转换为结构轮廓。 I6w~H?ul@*  
    2. 对于此转换，使用了薄元近似(TEA)。因此，所得到的结构与初始相位函数成正比。 ,Og4 ?fS  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 <$E6oZ  
    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。 e!x6bR9EZ  
    f3PMVf:<  
     FY#!N L  
    衍射分束器表面 )]Ti>RO7  
    @Hjea1@t  
     zlf} .  
    3 <SqoJSp  
    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。 $k 2)8#\  
    r%=[},JQ  
    --k:a$Nt  
    2WCLS{@'  
    e<=;i" |  
     <,8l *1C  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) 4zc<GL3[  
    a/:XXy |  
     m *X7T  
    WS0JS'  
     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。 Ex(3D[WmMW  
     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，。 ;Ss$2V'a  
     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。 jX */piSq  
    ;4~U,+Av  
     nkY@_N  
    ;+_8&wbqW  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 3fkk [U  
    PEXq:TA  
     _a'A~JY  
    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。 #}yTDBt  
    H7&xLYQ2  
    #$1$T  
    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 ]qktj=p  
    k`YYZt]@  
    W)=%mdxW0  
    设计与评估结果 tJZc/]%`H  
    相位功能设计 Dz&+PES_k  
    结构设计 }KB[B  
    TEA评价 i^2IW&+}e}  
    FMM评估 igkz2SI  
    高度标度（公差）     T1 MY X  
    M<`|CVl  
    通用设置 -T_\f?V88  
    P%>?[9!Nt  
    ClUSrSp  
    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。 *Xr$/N  
    通过这种方法获得了以下三个结果：我们将对其进行进一步评估。     E`D%PEps+  
    a39hP*  
    ?p^2Z6J'$  
    纯相位传输设计     FjKq%.=#  
    _m'ysCjA  
     ,0?!ov|  
    >L>+2z  
    结构设计 ;#QhQx  
    zVaCXNcbo  
     RUXCq`)"<  
    *HlDS22  
    +=fKT,-*G!  
    更深的分析 2CLB1  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 a(x?fa[D  
    •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。 'gTmH[be  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 %$mjJw<|&  
    %xlpB75N4N  
     v Xcy#  
    AU{:;%.g  
    使用TEA进行性能评估 CZ=0mWfF  
    Wmz`&nsn[  
     AK/:I>M  
     z hsx &  
    使用FMM进行性能评估 ME+em1ZH  
    '044Vm;/  
     #Z9L_gDp  
    2$0)?ZC?=  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 Zf:]Gq1  
    Cvn$]bt/s  
     9([6d.`~  
    b9("DZW;  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 2*OxA%QELM  
    T\sNtdF`:  
     |C-y}iQ:6~  
     I:;+n^N?  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 oXGZK5w<l  
    Tov&68A~e  
     e}"wL g]  
     !nw [  
    VirtualLab Fusion技术 <GZhH:  
    .6T4z7I  
     J$[Q?8 ka  
    A3yi?y{[*  
     
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