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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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    5786
    光币
    23082
    光券
    0
    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2023-08-09
    摘要 "7 v-` i  
    !I\!;b  
    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。 l?iSxqdT  
    ^T.E+2=>z  
    Q.Aw2  
     0I{gJSK.,  
    设计任务 E0/mSm"(T  
    0A:n0[V:]  
    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 s!9dQ.  
    WO6/X/#8b  
     $o+5/c?|  
    !6G?zipB  
    光栅级次分析模块设置 J>^\oAgpE  
                           TM8 =U-A  
    g}f9dB,F  
    使用常规的分束器会话2编辑器，VirtualLabFusion提供了一个指导工具，允许用户一步一步地指定所有影响分束器设计的参数。 [Px'\ nVf  
    p7ir*r/2  
    m'-|{c  
    F3oQ^;xB  
    @R m-CWa  
    1. 通过应用设计带中的结构设计，所得到的传输函数可以转换为结构轮廓。 \*\R1_+  
    2. 对于此转换，使用了薄元近似(TEA)。因此，所得到的结构与初始相位函数成正比。 -B$~`2-  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 @h?shW=^  
    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。 v_S4hz6w\  
    za'6Y*CGgX  
     s!+"yK  
    衍射分束器表面 Y:ldR  
    +Ug/rtK4   
     6r"u$i` o  
    =V97;kq+v  
    为了进一步评估，使用了通用光栅光学设置，其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪，以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 &t(0E:^TRU  
    \#'TNmS  
    H +bdsk  
    OquAql:   
    >O/ D!j|  
     J!ntXF  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) 0)m8)!gj  
    O|cu.u|  
     65,(4Udz!  
    +fKtG]$  
     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。 >%Ee#m  
     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，。 QFPfIb/  
     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。 QMo}W{D  
    qP!P +'B  
     sP'0Sl~NU  
    x\s,= n3z  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 JIO$=+p  
    ~^)^q8  
     Q 6C-4ja  
    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。 r' BAT3  
    ftk%EYT;  
    ~n!!jM:N  
    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 rSP_:}  
    [O ",  
    Dbx~n#nG  
    设计与评估结果 s|bM%!$1  
    相位功能设计 I-NN29Sk  
    结构设计 >i,iOx|E-  
    TEA评价 P ,eH5w"  
    FMM评估 !SHj$Jwa'  
    高度标度（公差）     ']o od!  
    qu6DQ@ ~YC  
    通用设置 7yI @"c#O  
    ! o, 5h|\  
    pL1s@KR  
    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。 tZWrz e^  
    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。     d6 _C"r  
    FdOFE.l  
    (3,.3)%`  
    纯相位传输设计     +UWU|:  
    )wzV $(~  
     &217l2X /  
    $<)Yyi>6E  
    结构设计 E^ h=!RW{  
    5iFV;W  
     K% KZO`gO  
    ":?T%v>  
    -[#n+`M  
    更深的分析 1ywU@].6J]  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 u~ F ;x Q  
    •可以利用这一点来纠正零阶不期望的效率，从而改善均匀性。 j;P+_Hfe/E  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 `kBnSio~  
    v$|mo;6  
     MXAEX2xmme  
    =F%RLpNU4  
    使用TEA进行性能评估 3-wD^4)O,  
    h%#_~IA:|  
     V/#v\*JHFc  
     E%k7wM {  
    使用FMM进行性能评估 h#f&|* Q5m  
    nf%4sIQ*x  
     1IA5.@G:  
    (7q^FtjA#  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 .{rbw9  
    L-'k7?%(  
     p%RUHN3G[  
    R ZcH+?7  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 mc@M,2@D  
    X.J  
     [QEwK|!L  
     |+EKF.K  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 $AwZ2HY  
    1Kc^m\  
     )bW<8f2  
     (wL3 +  
    VirtualLab Fusion技术 ,Aa|Bd]b  
    5RhF+p4  
     1mUTtYU  
    $N\+,?  
     
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