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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 MLmk=&d  
    2Aq+:ud)P  
    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。 ?`SB GN;  
    ]V"B`ip[2  
    ?zXlLud8  
     aTLr%D:Ka  
    设计任务 $yZP"AsAR  
    - :x6X$=  
    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 J B  !Q  
    KXo[;Db)k  
     Nm0|U.<  
    cn ;2&  
    光栅级次分析模块设置 PiX(Ase  
                           M[Jy?b)  
    `]2y=f<{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。 ({t6Cbw  
    `b5pa`\4  
    C:}"?tri  
    e5sQl1  
    o PA m*  
    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。 e0o)Jo.P  
    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。 8r jiW#  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 a&`Lfw"  
    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。 =NL(L  
    Oyjhc<6  
     z0tm3ovp  
    衍射分束器表面 Y#Pg*C8>8  
    sTYA  
     *i7|~q/u  
    9C1\?)"D^e  
    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。 SDW!9jm>R  
    kAk+ Sq^n  
     !*-|s}e  
    LZ~}*}jy  
    ?w"zW6U  
     , *Z!Bd8  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) 5q.)K f+  
    .u9,w  
     EYKV}`  
    )L7h:%h#  
     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。 HS 1zA  
     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，。 $)M 5@KT  
     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。 yUFT9bD  
    D3;#:  
     kCU (Hi`Q  
    $+[ v17lF  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 8}!WJ2[R  
    [`|gj  
     ;XGO@*V5T  
    光栅级次分析仪提供了所有衍射阶的效率的概述，作为许多可能的输出。 ]hi5 nA  
    0\yA6`}!  
    A>J,Bi  
    使用可编程光栅分析仪，用户可以指定应计算的值。例如:总效率、均匀性误差、0阶效率 (wZ/I(4  
    [-JU(:Rh  
    .d%CD`8!  
    设计与评估结果 i~EFRI@  
    相位功能设计 2G BE=T  
    结构设计 6n$g73u<=3  
    TEA评价 8A2_4q@34  
    FMM评估 5g;i{T/6~x  
    高度标度（公差）      F]KAnEf  
    nHF%PH#|o  
    通用设置 &X OFc.u  
    /~;om\7r  
    59M\uVWR  
    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。 !"QvV6Lq\  
    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。     tx||<8  
    UrEfFtH'  
    y^hCO:`l3  
    纯相位传输设计     # Q61c  
    F>[T)t{m=  
     AqucP@  
    K0] 42K  
    结构设计 m e&'BQ  
    C{U"Nsu+1  
     J'Y;j^  
    O p,_d^  
    <e@+w6Kp'7  
    更深的分析 (od9adSehV  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 aLt2fB1)  
    •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。 Al pk5o5B  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 SK;c D>)  
    w>h\643  
     vKmV<*K  
    F!&$Z .  
    使用TEA进行性能评估 8XdgtYm  
    )>U7+ Me  
     |kh7F0';"  
     6_kv~`"tZ  
    使用FMM进行性能评估 g! DJ W  
    M A  
     2*ByVK  
    M#;"7Qg  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 B'8/`0^n5  
    R-J^%4U`7  
     2c1L[]h'  
    6-J%Z%yT #  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 ?n(OH~@$i  
    1 paLxR5  
     EE$\8Gx']!  
     r6gfxW5  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 Bw25+l Px  
    FDCc?>,o  
     (]N- HN]v  
     M2lvD&  
    VirtualLab Fusion技术 jiqE^j3;  
    ZGj ^,?a  
     d=d*:<Zx  
    N`et]'_A}  
     
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