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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 @)k/t>r(  
    Zawnx=  
    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。 (d mLEt  
    m[n=t5~  
    tqbYrF)  
     4@19_+3  
    设计任务 89hV{^  
    ?"04u*u3  
    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 L8R{W0Zr>!  
    d^h`gu~3  
     NhJ]X cfP8  
    |z1er"zR)  
    光栅级次分析模块设置 0+S ;0  
                           6)=`&>9  
    [>--U)/  
    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。 69< <pm,m  
    m-?hHd O  
    <OgwA$abl%  
    5?l8;xe`{f  
    %[S-"k  
    1. 通过应用设计带中的结构设计，所得到的传输函数可以转换为结构轮廓。 &FrUj>i  
    2. 对于此转换，使用了薄元近似(TEA)。因此，所得到的结构与初始相位函数成正比。 KEfN!6  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 ,i RUR 8  
    4. 要在不同的模拟场景中使用这种结构，需要从组件内部获取实际的采样表面或指定的堆栈。 *{y({J  
    ;Qn)~b~  
     )O+Vft&#  
    衍射分束器表面 xB4}9zN s  
    nIZ;N!r=i  
     <cm(QNdcC  
    POXd,ON9  
    为了进一步评估，使用了通用光栅光学设置，其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪，以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 ~aBf.  
    @=<B8VPJd  
    d!57`bVOd  
    Q&5s,)w-  
    xqSoE[<v  
     ~cv322N   
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) mY= Q#nG  
    8yCt(ms  
     _w}l,   
    MD98N{+[|  
     一般光栅组件提供了薄元近似(TEA)和傅里叶模态方法(FMM)作为解决模型给定的光栅。 mP*Ct6628n  
     薄元近似通常产生更快的结果，当结构小于波长的5倍,可能有精度问题，。  #nq$^H  
     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。 $ U=j<^R}a  
    "f~*4g  
     ;SgPF:T>Q  
    !P8Y(i  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 [_HY6gr  
    H|)F-aL[  
     lxsn(- j  
    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。 ;~,)6UX7  
    P9 w);jp;  
    N T>[ 2<  
    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 Nn#;Kjul.  
    iV5S[uy72.  
    u']}Z% A9`  
    设计与评估结果 $;pHv<  
    相位功能设计 mWUkkR(/  
    结构设计 ;e)`C v  
    TEA评价 b|-}?@&7&q  
    FMM评估 KwHlpW*  
    高度标度（公差）     v#|yr<  
    :u]QEZ@@  
    通用设置 Hk f<.U  
    eC3 ~|G_O  
    &#zx/$  
    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。 @+{F\SD\  
    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。     !$NQF/Ol  
    ;w7s>(ITZ  
    &g"`J`  
    纯相位传输设计     }  fa  
    (u4'*[o\t  
     W m&*  
    I@oSRB  
    结构设计 []jbzVwS2  
    <v6W l\  
     EQtYb"_  
    ?bAv{1dvT=  
    _lDNYpv  
    更深的分析 NTo[di\_  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 ;i?rd f  
    •可以利用这一点来纠正零阶不期望的效率，从而改善均匀性。 X[!S7[d-y  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 Q@1SqK#-DQ  
    "TI>_~  
     O\SH;y,N  
    LGK&&srJs  
    使用TEA进行性能评估 | |L^yI~_d  
    fK _uuw4  
     *xjP^y":  
     3 a|pk4M  
    使用FMM进行性能评估 v\@pZw=x  
    F`La_]f?b\  
     \.'[!GE*c  
    kl1/(  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 naM~>N  
    Wecxx^vtv6  
     _pmo 6O  
    R.?PD$;_M  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 |/ji'Bh  
    ^/VnRpU  
     u* G+=aV.6  
     *aJO5&w<T  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 \a4X},h\  
    "Zy:q'`o  
     S['cX ~  
     .C.b5x!  
    VirtualLab Fusion技术 W~PMR/^i  
    P4zwTEk`  
     h@z0 x4_])  
    q65]bs4M  
     
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