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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 l|QFNW[i  
    (C[S?@S  
    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。 0`Qs=R`OM  
    (Jr;:[4XC  
    =]k_Oq-1h  
     E|}Nj}(*  
    设计任务 }z 2-|"H  
    %;B'>$O  
    使用近轴近似的衍射1：7×7分束器的初步设计通过严格分析，进一步优化零阶均匀性和影响 wDTV /"Y  
    QO^X7A"?X  
     .Zz7LG{  
    EHM 7=|#  
    光栅级次分析模块设置 v%e"4:K}?  
                           ,<WykeC  
    ]OUOL/J  
    使用常规的分束器会话2编辑器，VirtualLabFusion提供了一个指导工具，允许用户一步一步地指定所有影响分束器设计的参数。 'WgwLE_  
    b#'a4j-u  
    H;te)km}  
     -~aEqj#?  
    <NsT[r~C  
    1. 通过应用设计带中的结构设计，所得到的传输函数可以转换为结构轮廓。 f6C+2L+Hr  
    2. 对于此转换，使用了薄元近似(TEA)。因此，所得到的结构与初始相位函数成正比。 .B n2;nO  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 r?>Hg+  
    4. 要在不同的模拟场景中使用这种结构，需要从组件内部获取实际的采样表面或指定的堆栈。 *==nOO9G  
    cuk}VZ  
     LBi>D`]  
    衍射分束器表面 pjn%CR`;  
    w~-d4MNM  
     z Ns8\  
    fYPU'"hzG  
    为了进一步评估，使用了通用光栅光学设置，其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪，以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 iR=aYT~  
    vwD(J.;  
    by[(9+/z$  
    xf SvvCy  
    gJv^v`X  
     Vjd =F.V+  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) &y?B&4|hM  
    #-,`4x$m|  
     73`UTXvWU  
    b=l}|)a  
     一般光栅组件提供了薄元近似(TEA)和傅里叶模态方法(FMM)作为解决模型给定的光栅。 wfzb:Aig`  
     薄元近似通常产生更快的结果，当结构小于波长的5倍,可能有精度问题，。 ,DZLEsFM  
     傅里叶模态方法允许一个严格的模拟，但需要更高的数值计算。 fs12<~+z  
    #XPU$=  
     Agf!6kh  
    GTe9@d  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 U.x.gZRo[  
    l<6/ADuS  
     ylJlICK  
    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。 p}z0(lQ*~  
    "j>0A Hem  
    "YZ`g}sG  
    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 9] \vw  
    ugP R)tDfM  
    V [>5  
    设计与评估结果 u] b6>  
    相位功能设计 ZQ/5]]}3y  
    结构设计 )9->]U@  
    TEA评价 ,{at?y*  
    FMM评估 O}V2> W$  
    高度标度（公差）     p}uw-$O  
    `#bcoK5  
    通用设置 J-c7ZcTt  
    hT#mM*`  
    Q0-~&e_'  
    提供多次运行文档，允许用户执行任意数量的设计，并提供根据特定标准筛选结果的选项。 zYsGI<4  
    通过这种方法获得了以下三个结果：我们将对其进行进一步评估。     >MH@FnUL  
    "k/@tX1:R  
    Hua8/:![+  
    纯相位传输设计     3 Gkw.  
    -:q7"s-}b  
     z_TK (;j  
    Rz]bCiD3 B  
    结构设计 )M~5F,)  
    F\;1:y~1  
     d8po`J#nb  
    ly@CX((W  
    _De;SB %V  
    更深的分析 G y2XjO8b  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 ;Wdo*ysW  
    •可以利用这一点来纠正零阶不期望的效率，从而改善均匀性。 k,,}N 9  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 3#unh`3b  
    b`mEnI VIz  
     [<hiOB  
    pppbn]%Ob  
    使用TEA进行性能评估 |HLh?AcX  
    f?QD##~;  
     m" Gr pE3  
     z,WrLZC  
    使用FMM进行性能评估 A6VkVJZx  
    zFI bCv8  
     .:}\Z27-c  
    .755-S  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 n$QFj'  
    whshjl?a  
     1mqFnVkf&+  
    )XFMlSx)  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 5:wf"3%%  
    O{PRK5^h  
     [Pay<]c6g  
     A}8U;<\Ig  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 bc-"If Z&  
    KH-.Z0 2U  
     EifYK  
     TocqoYX{{  
    VirtualLab Fusion技术 RN0Rk 8AC  
    {ib`mC^  
     G>b1No3%k  
    lc^%:#@  
     
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