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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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    光券
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2023-08-09
    摘要 /xrq'|r?C  
    9V4V}[%  
    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。 n4r( Vg1GS  
    BorfEv} SN  
    u7y7  
     R=Ly49  
    设计任务 cnUU1Uz>  
    Kj<<&_B.H  
    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 ]BS{,sI  
    #35S7G^@`  
     L&gEQDPgq|  
    &_%+r5  
    光栅级次分析模块设置 _I70qz8  
                           7i|hlk;  
    RWh}?vs_  
    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。 3xCA\*  
    ^J5V!i$  
    [2j (\vC!  
    WCfe!P?g  
    ,w58n%)H  
    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。 szsZFyW )+  
    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。 / jL{JF>I  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 5_tK3Q8?  
    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。 r;6YCI=z  
    X)R] a]1A  
     PS<tS_.  
    衍射分束器表面 C2,cyhr  
    Mp @(/  
     vM3|Ti>a'  
    Ynh4oWUp  
    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。 wM&x8 <  
    N n-6/]d#  
    Ew,wNR`  
    >dC(~j{  
    xY}j8~k  
     #pn AK  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) b+j_EA_b  
    o  >4>7  
     )I UWM  
    au}0PnA;  
     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。 Hr,lA(  
     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，。 E#V-F-@2  
     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。 ^l2d?v8  
    Qs[EA_  
     N{z(|2{A#  
    9M~$W-5  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 jxOVH+?l%  
    ?}Ptb&Vk(  
     *M!YQ<7G^d  
    光栅级次分析仪提供了所有衍射阶的效率的概述，作为许多可能的输出。 vc1GmB  
    A)a+LW'=u  
    LYT<o FE-  
    使用可编程光栅分析仪，用户可以指定应计算的值。例如:总效率、均匀性误差、0阶效率 EsxTBg  
    [Ik B/Xbw|  
    9oN'.H^  
    设计与评估结果 (']z\4o  
    相位功能设计 9d(v^T  
    结构设计 p~;z"Z  
    TEA评价 pC.P  
    FMM评估 2<./HH*f  
    高度标度（公差）     [&k k  
    9@>hm>g.  
    通用设置 r|BKp,u9  
    :< 3;7R'5  
    (eIxU&o'  
    提供多次运行文档，允许用户执行任意数量的设计，并提供根据特定标准筛选结果的选项。 -ddatc|  
    通过这种方法获得了以下三个结果：我们将对其进行进一步评估。     8ewEdnE   
    ['`'&+x&!  
    soK_l|z:J  
    纯相位传输设计     U~@B%Msb L  
    s+G9L)b'  
     @%85k/(  
    -@?>nLQb  
    结构设计 ]1$AAmQH  
    DQXx}%Px  
     U1tPw`0h  
    t7%Bv+Uo  
    n&{N't  
    更深的分析 T $]L 5  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 eb woMG,B-  
    •可以利用这一点来纠正零阶不期望的效率，从而改善均匀性。 ! r\ktX  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 ]-OkW.8d1  
    c`=h K*  
     Os]M$c_88  
    5W '|qmJ  
    使用TEA进行性能评估 @  MoMU  
    *njB fH'  
     lFt{:HfX-  
     .f<,H+m^  
    使用FMM进行性能评估 Nxk'!:  
    9cPucKuj  
     2;7GgO~  
    4B>|Wft{p]  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 'B:De"_(N  
    KAEpFobYo  
     {]N?DmF  
    + a@SdWf  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 P?ol]MwaB  
    *M5C*}dl  
     .b)(_*  
     5WG@ ;K%  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 o : DnZN  
    AU\!5+RDB  
     } /FM#Xh  
     0kEq|k9  
    VirtualLab Fusion技术 t $%}*@x7  
    @3D%i#2o&[  
     88U  
    ]&BFV%kw  
     
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