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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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    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 pc=f,  
    _>k&,p]y  
    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。 $?e_ l  
    ZbZCW:8>k  
    gaIN]9wLm  
     AMm)E  
    设计任务 Pr!H>dH8o  
    9(CY"Tc3  
    使用近轴近似的衍射1：7×7分束器的初步设计通过严格分析，进一步优化零阶均匀性和影响 q>E[)\+y  
    t}!Y}D  
     X<j(AAHE  
    XEB1%. p  
    光栅级次分析模块设置 nKO4o8js{{  
                           -D4"uoN.  
    `F^~*FnR,B  
    使用常规的分束器会话2编辑器，VirtualLabFusion提供了一个指导工具，允许用户一步一步地指定所有影响分束器设计的参数。 4$wn8!x2|  
    |_Tp:][mf  
    ~h<<-c  
    $YNWT\FE  
    }1sFddGVt  
    1. 通过应用设计带中的结构设计，所得到的传输函数可以转换为结构轮廓。 Z#1 'STg  
    2. 对于此转换，使用了薄元近似(TEA)。因此，所得到的结构与初始相位函数成正比。 !=Hu?F p  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 .wb[cCUQ  
    4. 要在不同的模拟场景中使用这种结构，需要从组件内部获取实际的采样表面或指定的堆栈。 wUj#ACqB  
    XuY#EJbZ  
     SdJGhU  
    衍射分束器表面 RdirEH *H  
    ;Sqn w  
     jnu!a.H  
    (:spA5  
    为了进一步评估，使用了通用光栅光学设置，其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪，以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 ^_Ap?zn  
    [PI!.9H  
    ZITic&>W  
    mbS`+)1=l  
    ]'[(MH"  
     CHojF+e  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) `> :^c  
    sb3k? q  
     {wNNp't7  
    T[<deQ  
     一般光栅组件提供了薄元近似(TEA)和傅里叶模态方法(FMM)作为解决模型给定的光栅。 a#k=! W  
     薄元近似通常产生更快的结果，当结构小于波长的5倍,可能有精度问题，。 qTA,rr#p0  
     傅里叶模态方法允许一个严格的模拟，但需要更高的数值计算。 v"K #  
    E;vF :?|  
     .Z0$KQ'iy  
    h,(f3Ik0O  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 9bxBm  
    1>pFUf|cV  
     *\M$pUS{  
    光栅级次分析仪提供了所有衍射阶的效率的概述，作为许多可能的输出。 '@WpJ{]A  
    #j?SdQ  
    >B~vE2^tQ~  
    使用可编程光栅分析仪，用户可以指定应计算的值。例如:总效率、均匀性误差、0阶效率 6~rO(  
    ,+Bp>=pvs  
    Bw`7ND}&  
    设计与评估结果 yltzf #%  
    相位功能设计 I/&uiC{l@  
    结构设计 4L`<xX;:{  
    TEA评价 'ZUB:R@[  
    FMM评估 9eh9@~mU"l  
    高度标度（公差）     ^hN.FIzM  
    Q6e;hl  
    通用设置 dTwZ-%  
    #@v$`Df<  
    VGPBD-6)  
    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_6m;g  
    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。     (3[Lz+W.u  
    \(.])I>)eh  
     uK_R#^  
    纯相位传输设计     dm+}nQI \  
    5'mpd  
     j0eGg::  
    p`CVq`k  
    结构设计 1/l;4~p7'  
    d ~`_;.z  
     CB1AL]|3  
    TlA*~HG<Q  
    .bT+#x  
    更深的分析 >,#7 3u#  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 K5ywO8_6`  
    •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。 j&qJK,~  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 @=0O' XM  
    `Qrrnq  
     [tP6FdS/M=  
    "92Z"I~1  
    使用TEA进行性能评估 j_I  
    |fd}B5!c  
     }z/Y Hv%  
     R DAihq  
    使用FMM进行性能评估 JOA_2qa>\  
    fK'qc L  
     NETji:d  
    +~H mP Q  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 w2mLL?P  
    \i +=tGY  
     FV1!IE-}-  
    R[/]iK+!&  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 :q+D`s  
    LM~,`#3 Ru  
     VHUOI64*  
     ,fQs+*j  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 C K{.Ic^  
    @NY$.K#]  
     +"!=E erKi  
     'B$ bGQ  
    VirtualLab Fusion技术 N)0I+>, ^  
    bN',-[E  
     qZ8 V/  
    =u+.o<   
     
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