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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
    0
    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2023-08-09
    摘要 K+ehr  
    FN{/.?w(  
    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。 N du7nKG  
    `!Ln|_,d  
    Q_lu`F|  
     Q]i[.ME  
    设计任务 U>3 >Ex  
    wixD\t59X  
    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 5Bj77?Z  
    Ru7L>(Njs  
     Uz>Yn&{y6  
    nZW4}~0j  
    光栅级次分析模块设置 Vu|dV\N0*  
                           ABiC9[Q0  
    b+$o4 l/x  
    使用常规的分束器会话2编辑器，VirtualLabFusion提供了一个指导工具，允许用户一步一步地指定所有影响分束器设计的参数。 kgc.8  
    wO.B~`y  
    = o+7xom  
    |>JmS  
    9S"N4c>  
    1. 通过应用设计带中的结构设计，所得到的传输函数可以转换为结构轮廓。 ?'LM7RE$X6  
    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。 $~o3}&az  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 E3tj/4:L  
    4. 要在不同的模拟场景中使用这种结构，需要从组件内部获取实际的采样表面或指定的堆栈。 BD4"pcr  
    TAAR'Jz S  
     ] zIfC>@R  
    衍射分束器表面 Zjt9vS)  
    8>v7v&Bh|  
     0~.)GG%R>D  
    cUV TRWV  
    为了进一步评估，使用了通用光栅光学设置，其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪，以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 Sgx+V"bkT  
    e@+v9Bs]q  
    |$w0+bV*  
    5F03y`@ u  
    ZpTi:3>  
     jDp]R_i  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) *vXDuhQ  
    ?:JdRnH\  
     z=%IcSx;  
    CH#kvR2  
     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。 KMe.i'  
     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，。 e18T(g_i  
     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。 $uTlbAuv  
    S#hu2\9D,  
     B,:23[v  
    _we3jzMW  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 _32/WQF6  
    +E)e1 :8  
     P69>gBZYD  
    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。 6|i`@|#  
    i!y\WaCp  
    B ;;cbY  
    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 @u<0_r t  
    (O Qi%/Oy  
    LP8o7%sv!  
    设计与评估结果 UT % #K%  
    相位功能设计 "1\(ZKG8^Q  
    结构设计 bL#sn_(m  
    TEA评价 @eA %(C  
    FMM评估 ]~ >@%v&  
    高度标度（公差）     @gY'YA8m  
    O} (E(v  
    通用设置 H2s*s[T -  
    ?F!W#   
    y K=S!7p\  
    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。 J~fuW?a]r  
    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。     EOofa6f&l  
    9k*^\@\\x  
    ho(5r5SNE  
    纯相位传输设计     ?@yank|  
    ,WzG.3^m  
     ,q/tyGj  
    _ Eszr(zJ  
    结构设计 '"'D.,[W2  
    m]Hb+Y=;h  
     ,,zd.9n  
    Ixyvn#ux )  
    |2[S/8g!  
    更深的分析 ;,()wH  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 BJ_+z gf`  
    •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。 t@l(xnsV  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 fpI; `s  
    Ax :3}  
     5~v(AB(x  
    rDK;6H:u{  
    使用TEA进行性能评估 Omp i~  
    m*Q[lr=  
     BLWA!-  
     .G7]&5s  
    使用FMM进行性能评估 +R3\cRM  
    "u .)X3  
     TXZ(mj?  
    bS_y_ 9K  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 j;$6F/g  
    l{M;PaJ`}  
     2V#c[%vI  
    V:nMo2'hb  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 GhSL%y  
    rC* sNy2  
     61ON  
     ]}UeuF\  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 >!:$@!6L  
    ,6S_&<{  
     i}v}K'`  
     u|]mcZ,ZW  
    VirtualLab Fusion技术 (M+,wW[6  
    1(#*'xR  
     +1E?He:iQ  
    GoGohsj  
     
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