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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 _hLM\L  
    |^@TA=_  
    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。 Kc\0-3 Z  
    $y >J=  
    TO)wjF_  
     e:.Xs  
    设计任务 ^fb4g+Au  
    }qXi;u))  
    使用近轴近似的衍射1：7×7分束器的初步设计通过严格分析，进一步优化零阶均匀性和影响 4//Ww6W:  
    0:nQGX!N  
     M ~!*PCd5  
    ]0dp^%  
    光栅级次分析模块设置 }EO n=*  
                           4Kt?; y ;  
    !=0N38wA  
    使用常规的分束器会话2编辑器，VirtualLabFusion提供了一个指导工具，允许用户一步一步地指定所有影响分束器设计的参数。 -]PW\}w1  
    G0//P .#  
    3!CI=(^IY  
    Q_1EAxt  
    }`  
    1. 通过应用设计带中的结构设计，所得到的传输函数可以转换为结构轮廓。 t/S~CIA  
    2. 对于此转换，使用了薄元近似(TEA)。因此，所得到的结构与初始相位函数成正比。 \aT._'=M+  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 12E@9s$Z  
    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。 ^ tm,gh  
    P[ KJuc  
     Mp$ uEi  
    衍射分束器表面 JT<Ia  
    *RM#F !A  
     m(Bv}9  
    wEzLfZ Oz/  
    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。 ZT_EpT=1  
    x_(B7ob  
    WE`Y!  
    E9226  
    mKnkHGM  
     S` X;2\:  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) F/RV{} 17E  
    h.~S^uKi*  
     JYKA@sZHe  
    (g~&$&pa  
     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。 Pd^ilRB  
     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，。 Gz~P 0Z^w}  
     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。 )X| uOg&|  
     HPwmi[  
     jPA?0h  
    eB!0:nHN  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 =`vUWONn  
    8<?60sj  
     &&(sZG w  
    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。 31YzTbl[H  
    2lHJ&fck<  
    N9:xtrJ]_J  
    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 tq>QZEg  
    }L@!TWR-Qu  
    -jFt4Q7}8  
    设计与评估结果 #xE" ];  
    相位功能设计 [al$7R&  
    结构设计 b^5rV5d  
    TEA评价 tX Z5oG7  
    FMM评估 P",~8Aci(  
    高度标度（公差）     .wS' Xn&  
    81H04L9K 7  
    通用设置 *]O[ZjyOY  
    .#J'+LxFr  
    Eh0R0;l5>  
    提供多次运行文档，允许用户执行任意数量的设计，并提供根据特定标准筛选结果的选项。 i+T$&$b  
    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。     (K>5DU  
    {o5E#<)  
    oXV  
    纯相位传输设计     n>Q/XQXB  
    AVi w}Y J  
     F ~ /{1Q*  
    fkyj&M/  
    结构设计 O^4:4tRpt  
    f(7 /  
     )iluu1,o  
    p?=rQte([  
    `gD'q5.z;3  
    更深的分析 4wMKl6mL  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 Qy5\qW'  
    •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。 (?I8/KYR  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 :kfl q  
    {Qg"1+hhM  
     &T}~h^/t  
    7oh6G  
    使用TEA进行性能评估 "f(iQI  
    \qi=Us|=  
     >j_,3{eJ  
     *ukugg.  
    使用FMM进行性能评估 ]f-< s,@  
    r2qxi'  
     Mfuw y  
    Bj;Fy9[yb  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 `8KWZi4 ]  
     [9~Bau  
     +JB. EW/  
    QOcB ]G  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 'kL>F&|  
    `\(Fax  
     ~z^VMr  
     $F`jM/B6  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 P+wV.pF|  
    ~aNK)<Fznd  
     $j)Er.!9|R  
     +kd88Fx  
    VirtualLab Fusion技术 |/Am\tk#13  
    |Xlc2?e  
     S`5^H~  
    $A9!} `V  
     
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