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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 ggn C #$  
     ja!K2^  
    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。 NN> E1d=  
    q9+`pj  
    } V  *  
     '^mCLfo0}  
    设计任务 st4z+$L  
    v<0\+}T1R  
    使用近轴近似的衍射1：7×7分束器的初步设计通过严格分析，进一步优化零阶均匀性和影响 @2(7 ZxI  
    {o>51fXc)  
     H#/ #yVw  
    b-!+Q)  
    光栅级次分析模块设置 w1 ;:B%!H  
                           a9LK}xc={  
    >%6a$r~@  
    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。 vtx3a^  
    \G4L+Q/13  
    ;[nomxu|?  
    96ydcJY0'  
    XS#Jy n  
    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。 KYw~(+gHv2  
    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。 a%nksuP3  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 oz8z%*9 (  
    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。 ^lvYj E  
    5z/*/F=X  
     FT'2 J  
    衍射分束器表面 fI<|]c}P&J  
    xgp 6lO[  
     vD-m FC)  
    t@(:S6d  
    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。 LI~ofCp  
    #!.26RM:P  
    WNnB s  
    qQN|\u+co  
    Z-U-n/6I  
     ]`+J!G,  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) o|en"?4  
    dgEH]9j&  
     y,/Arl}yc  
    1 lZRi-P  
     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。 h/goV  
     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，。 fvE:'( #?  
     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。 y/vGt_^;3<  
    @LyCP4   
     ?z pN09e  
    w|,BTM:e  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 B0+r  
    l/i7<q  
     / biB *Z  
    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。 /LK,:6  
    -prc+G,qyp  
    L#|6L np^  
    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 :aHLr[%Mz  
    R3bHX%T  
    X~2L  
    设计与评估结果 ;h~v,h  
    相位功能设计 QKHAN{hJ  
    结构设计 w<|Qezi3 w  
    TEA评价 dbsD\\,2%N  
    FMM评估 5>x?2rp  
    高度标度（公差）     wZnv*t_  
    k.n-JS  
    通用设置 }K.2  
     o%SD\zk  
    w,x'FZD  
    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。 UFl+|wf  
    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。     SJ8CBxA  
    ExxD w_VGT  
    al1Nmc #  
    纯相位传输设计     A(@VjXl  
    WV&grG|  
     Q!R eA{  
    &_dM2lj{  
    结构设计 .|g|X8X  
    U6xs'0  
     %~rXJrK  
    pd\x^F`sk.  
    |aX1PC)o_  
    更深的分析 _I/uW|>  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 CzfGb4  
    •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。 ;) XB'  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 B,(zp#&yB  
    ),rd7GB>  
     n6C]JWG\/U  
    }!9KxwC(  
    使用TEA进行性能评估 X:kr$  
    I-L:;~.  
     cVf}8qf)  
     * LOUf7`  
    使用FMM进行性能评估 [k{2)g  
    :G[6c5j|V  
     AD>X'J u8  
    jnIf (a  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 L/KiE+Y  
    ,LodP%%UV  
     4apaUP=Jp  
    0^9%E61YR  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 0K'^g0G  
    .8dlf7* ,  
     ; S~  
     PD $' ~2  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 yOswqhz  
    }8eu 9~   
     )8&;Q9'o  
     EWC{896,  
    VirtualLab Fusion技术 <! Z06  
    05 o vz   
     73kU\ux  
    O48*"Z1  
     
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