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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 P1z6 sG G  
    E})PNf;  
    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。 ^HC! my  
    .;*0odxv  
    o+6Y/6Xp@  
     V^?+|8_(  
    设计任务 (Dc dR:/=  
    .hT^7|Jz[  
    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 TKj9s'/  
    zPhNV8k-  
     ng<|lsZd  
    +J.^JXyp0  
    光栅级次分析模块设置 q(a6@6f"kD  
                           J+Y&a&j.  
    N"HN] Y@w  
    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。 V3F2Z_VH2  
    B>9D@fmzs  
    R,6?1Z:J  
    MZ% P(5  
    k]I<%  
    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。 0=-h9W{zI  
    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。 :vV?Yv%P)n  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 tJ'U<s  
    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。 RZDZ3W(;h  
    z2nDD6N  
     ))306*X\  
    衍射分束器表面 |%b'L.$4  
    p/SJt0  
     !aIIjWz]  
    #?8'Z/1 )  
    为了进一步评估，使用了通用光栅光学设置，其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪，以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 C]eb=rw$  
    X*d,z~k%*d  
    GT#iY*  
    7j._3'M=Kc  
    #l{qb]n]  
     ]FsPlxk6  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) 97<Y. 0  
    2/(gf[elX  
     W 4 )^8/  
    l_QpPo!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。 FnL~8otPF'  
     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，。 mezP"N=L~  
     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。 vgsu~(L;  
    oh,Nu_!  
     //| 9J(B]  
    'B6D&xn'%&  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 wK|&[m s  
    "64pVaT4  
     u3c e\  
    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。 3}Uae#oy  
    .X YSO  
    c69B[Vjb  
    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 S(/@.gI:f  
    $+V{2k4X,  
    oX!s u  
    设计与评估结果 8fZ\})t  
    相位功能设计 Ml0d^l}'  
    结构设计 2u#{K9g  
    TEA评价 =cqaA^HQL  
    FMM评估 saYn\o"m  
    高度标度（公差）     &/Tx@j^.C  
    Q_M2!qj  
    通用设置 )3z.{.F  
    /T*{Mo{B  
    ;jI\MZ~l\  
    提供多次运行文档，允许用户执行任意数量的设计，并提供根据特定标准筛选结果的选项。 5.5dB2w  
    通过这种方法获得了以下三个结果：我们将对其进行进一步评估。     DHm$gk  
    P'Rr5Xa  
    J& yDX>  
    纯相位传输设计     ,]20I _  
    U3A>#EV  
     n |.- :Zy  
    oLBpG1Va  
    结构设计 ZhM-F0;`  
    dk;Ed  
     $F\&?B1.  
    Tcr&{S&o  
    =a7m^e7  
    更深的分析 | ql!@M(p  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 ,cgC_ %  
    •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。 yvNYYp2r  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 ?MO'WB9+JR  
    ;2%3~L8?V  
     r|rV1<d  
    213D{#2  
    使用TEA进行性能评估 <1_?.gSi  
    hoSk  
     rA{h/T"  
     kZF\V7k  
    使用FMM进行性能评估 u%v^(9z  
    O(WFjmHx  
     xAz gQ  
    ^<sX^V+{  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 ,gD30Pylz  
    cF,u)+2b|6  
     [o|]>(tk  
    Ya\G/R  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 t41\nTZr  
    x-Xb4?{  
     (;Lz `r'  
     L{ .r8wSrI  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 ~oSLWA9  
    o)1wF X  
     TSE(Kt  
     l\MiG Na  
    VirtualLab Fusion技术 1mA)=hu  
    o{>hOs &  
     /?2yo{F g  
    F~RUb&*/<  
     
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