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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 A2fuNV_  
    IF?  
    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。 R_:-Z .  
    J'lqHf$T  
    {?IUf~<  
     ve(@=MJ  
    设计任务 "+4r4  
    2QIo|$  
    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 3 +D4$Y"  
    S?~/ V]  
     *AYjMCo  
    $I\lJ8  
    光栅级次分析模块设置 v #Q(g/^  
                           F;Ubdxwwl  
    l-[5Zl;"  
    使用常规的分束器会话2编辑器，VirtualLabFusion提供了一个指导工具，允许用户一步一步地指定所有影响分束器设计的参数。 ob(~4H-  
    &+pp;1ls  
    hXn@vK6  
    9z?B@;lMc  
    Yp9%u9tNq  
    1. 通过应用设计带中的结构设计，所得到的传输函数可以转换为结构轮廓。 7{ QjE  
    2. 对于此转换，使用了薄元近似(TEA)。因此，所得到的结构与初始相位函数成正比。 ogE|8`Tq^  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 t~]tw  
    4. 要在不同的模拟场景中使用这种结构，需要从组件内部获取实际的采样表面或指定的堆栈。 2fdC @V  
    sH)40QmO{  
     8';huq@C{  
    衍射分束器表面 ]i'gU(+;`  
    9 J~KM=p  
     HwZ@T &_4  
    %0eVm   
    为了进一步评估，使用了通用光栅光学设置，其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪，以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 KWT[b?  
    }cI _$  
    6 Zv~c(   
    YoRD9M~iG~  
    D?? \H\  
     d7L|yeb"  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) +}!FP3KgT  
    C6}`qD  
     d0 yZ9-t  
    0]t7(P"F6  
     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。 K9euNa  
     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，。 +WFa4NZ  
     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。 Tn\59 (  
    ?rububDT{  
     1BA5|  
    JztSP?  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 Gv }~  
    :.NCS`z_  
     x?-kt.M  
    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。 DP7B X^e  
    *[wj )  
    {FNq&)#`  
    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 uze5u\  
    ;"D I)hd z  
    *6 P)HU@  
    设计与评估结果 H}&4#CQ'!  
    相位功能设计 RB/;qdqR  
    结构设计 a6.0 $'  
    TEA评价 '9q:gFO  
    FMM评估 Fpf-Fa-K\b  
    高度标度（公差）     bjGQ04da  
    Ewczq1%l:  
    通用设置 ?$rH yI  
    L k]/{t0  
    iQ_^MzA  
    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。 \I`g[nT|  
    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。     @k,}>Tk  
    g7U>G=,;?U  
    S.A|(?x  
    纯相位传输设计     5Gsjt+ o  
    ~l>2NY  
     $79-)4;z4  
    _i+7O^=d6X  
    结构设计 - -H%FYF`  
    ,Taq~  
     l>:\% ol  
    joJ:* oL  
    K_E- Hgg_  
    更深的分析 #^&.*' z%z  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 n aB`@  
    •可以利用这一点来纠正零阶不期望的效率，从而改善均匀性。 h O}nc$S  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 5Dlx]_  
    Qp]-4%^Vz  
     '2.11cM3  
    2 VGGSLr  
    使用TEA进行性能评估 (qXl=e8  
    `SSUQ#@  
     `h|>;u   
     P_3U4J  
    使用FMM进行性能评估 vAp?Zl?g  
    h9 &V   
     Ai lfeHG  
    &SE+7HXw  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 n32.W?9  
    0ge^p O\Z  
     9F"Q2^l'  
    z ''-AH,  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 5.e. BT  
    GcYT<pwN6  
     y?s8UEC  
     C2 ] x  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 eEG]JH  
    PC}m.tE  
     *=ymK*  
     &k2nt  
    VirtualLab Fusion技术 =q-HR+  
    k_<8SG+`  
     !,3U_!  
    d~b#dcv$"  
     
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