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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 .GW)"`HbU  
    CTc#*LJx>j  
    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。 3LVL5y7|  
    HA0yX?f]  
    AgdU@&^  
     y<y9'tx  
    设计任务 B{1yMJA  
    QW%xwV?8  
    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 ay28%[Q b4  
    2{L[D9c/6  
     k:1|Z+CJ  
    oMN Qv%U  
    光栅级次分析模块设置 j*_#{niy:  
                           m9Dg%\B  
    <|:$_&(  
    使用常规的分束器会话2编辑器，VirtualLabFusion提供了一个指导工具，允许用户一步一步地指定所有影响分束器设计的参数。 Z0Qh7xWve  
    `P;uPQDzZ3  
    =&vRT;6  
    1 ,6Y)_  
    CWnRRZ}r  
    1. 通过应用设计带中的结构设计，所得到的传输函数可以转换为结构轮廓。 m9aP]I3g]\  
    2. 对于此转换，使用了薄元近似(TEA)。因此，所得到的结构与初始相位函数成正比。 JWQ.Efe  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 SxM5'KQ  
    4. 要在不同的模拟场景中使用这种结构，需要从组件内部获取实际的采样表面或指定的堆栈。 Zg >!5{T  
    sAP  YQ  
     JRw)~Tg @  
    衍射分束器表面 Ly6) ,[q~  
    &s&Ha{(!w  
     "ScY'<  
    W-vEh  
    为了进一步评估，使用了通用光栅光学设置，其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪，以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 et6@);F  
    x4@IK|CE  
    L4Si0 K  
    4[K6ZDBU  
    ;3sJ7%`v  
     iIg99c7/&9  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) )`m/vYKWL  
    P/dT;YhL  
     "ODs.m oq  
    W; ?'  
     一般光栅组件提供了薄元近似(TEA)和傅里叶模态方法(FMM)作为解决模型给定的光栅。 IN!IjInaT@  
     薄元近似通常产生更快的结果，当结构小于波长的5倍,可能有精度问题，。 w;T?m,"  
     傅里叶模态方法允许一个严格的模拟，但需要更高的数值计算。 +/8KN  
    %>:d5"&Lbs  
     `,FvYA"  
    XO4rrAYvW  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 D-\z'gS  
    Iy {&T#e"  
     u-~?ylh  
    光栅级次分析仪提供了所有衍射阶的效率的概述，作为许多可能的输出。 2aW"t.[j  
    Qx[ nR/  
    &?yVLft  
    使用可编程光栅分析仪，用户可以指定应计算的值。例如:总效率、均匀性误差、0阶效率 gz"I=9  
    0'^zIL#.  
    _gP-$&JC  
    设计与评估结果 BO-=X 78f@  
    相位功能设计 mybjcsV4  
    结构设计 OW8"7*irT  
    TEA评价 [+4--#&{  
    FMM评估 =h}IyY@o  
    高度标度（公差）     8 @4)p.{5I  
    P 4jg]g  
    通用设置 MIWI0bnf  
    'B$qq[l]S  
    ,W~a%8*  
    提供多次运行文档，允许用户执行任意数量的设计，并提供根据特定标准筛选结果的选项。 NxQ+z^o\  
    通过这种方法获得了以下三个结果：我们将对其进行进一步评估。     v8o{3wJ  
    ;/.XAxkFL  
    wr;8o*~  
    纯相位传输设计     9WsGoZP n  
    EX^j^#N  
     "]D2}E>U;  
    =lqGt.x  
    结构设计 H-1y2AQ  
    Ue)8g#  
     N6_<[`  
    S,TK;g  
    R} aHo0r  
    更深的分析 X3;|h93.a  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 7tr;adjs  
    •可以利用这一点来纠正零阶不期望的效率，从而改善均匀性。 <xQHb^:  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 o  w<.Dh  
    ~Fd<d[b?  
     jB!Q8#&Q  
    !|gln)|A  
    使用TEA进行性能评估 X(ZouyD<  
    `FL!L59nz  
     Iz<}>J B  
     _e3kO6X  
    使用FMM进行性能评估 3mnq=.<(w  
    i0-zGEMB.  
     -hIDL'5u-I  
    Ju"*>66  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 amK.H"  
    i-4pdK u  
     %XieKL  
    @4N@cM0   
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 p%v+\T2r  
    U^$o< 2  
     %2)'dtPD~  
     "e\:Cq>\  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 sA u ;i  
    EJrn4QOs  
     ,!?&LdPt>  
     *MFsq}\ $  
    VirtualLab Fusion技术 lJloa'%v9  
    g&30@D"  
     GX+oA]  
     v NJ!d  
     
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