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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 ^Gc#D:zU  
    z3V[ Vi  
    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。 xWv@PqXD  
    Lc<v4Bp  
    'gDhi!h%  
     Flrpk`4  
    设计任务 " Zo<$p3]  
     \^$g%a  
    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 n2NxO0  
    E>t5/^c)*w  
     aNX M~;5~  
    r &<sSE;5  
    光栅级次分析模块设置 K\w:'%>-  
                           _O76Aw-@l  
    U}w,$ Y  
    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。 5%+M:B  
    }YiE} +VW|  
    ;7jszs.6%  
    rHzwSR@}1  
    qhFWQ1W  
    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。 Ev adY  
    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。 T d E.e(  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 <OQn |zU\  
    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。 q%g!TFMg  
    rb"J{^  
     qL;OE.?oA  
    衍射分束器表面 U`G  
    Q L0  
     8dgi"/[3  
    _h?hFs,N]  
    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。 | z 1  
    >s 5i  
    z( 00"ei  
    2.,4b-^  
    aR- ?t14  
     jN[P$} #b`  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) 9oe=*#Ig1m  
    I34|<3t$  
     8)Z)pCN  
    xtWwz}^8]  
     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。 {5GXN!f  
     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，。 *VuiEBG  
     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。 0~/'c0Ho  
    IqA'Vz,lL  
     3qlY=5Y  
    y-.<iq  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 [C>>j;q%  
    (C3:_cM5  
     ^MXW,xqb  
    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。 <n;9IU  
     @mD$Z09~  
    nT:F{2 M;  
    使用可编程光栅分析仪，用户可以指定应计算的值。例如:总效率、均匀性误差、0阶效率 }wIF$v?M  
    -4;$NiB?  
    Jyz*W!kI  
    设计与评估结果 _{ Np _ (g  
    相位功能设计 r.JM!x8  
    结构设计 ,6EFJVu \  
    TEA评价 u]766<Z  
    FMM评估 "XB6k 0.#  
    高度标度（公差）     L=_   
    Gf->N `N  
    通用设置 3+4U?~^k*  
    %W8*vSbx  
    O' ~>AC5{  
    提供多次运行文档，允许用户执行任意数量的设计，并提供根据特定标准筛选结果的选项。 J?$`Tnx^  
    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。     c D5N'3  
    ml1My1  
    ] :.  
    纯相位传输设计     bCg)PJuB  
    r @URs;O=  
     #ULzh&yO  
    #PGpB5vnaA  
    结构设计 ?58*#'r  
    p;<aZ&@O  
     S rom@c  
    hbSXa'  
    O|mWQp^?q  
    更深的分析 l H{~?x  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 +ZJ1> n  
    •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。 Ewa/6=]LA  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 v VFT0_  
    ZRP[N)Ld$  
     M6lNdK  
    T( CTU/a-,  
    使用TEA进行性能评估 *EF`s~  
    V`_)H  
     C[[:/X(c  
     i{}Q5iy  
    使用FMM进行性能评估 O6b.oS '-  
    |HQFqa <  
     " XlXu  
    vPET'Bf(YV  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 8.tp#x,A  
    w^)_Fk3  
     ) B[S4K2  
    n=%D}W  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 Df}3^J~JX  
    xX\A& 9m  
     f"d4HZD^  
     _MzdbUb5,  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 7DB!s@"  
    0Rz",Mu>  
     ZnRE:=  
     C''[[sw'K  
    VirtualLab Fusion技术 ]MRQcqbpqL  
    .!Q?TSQ+{!  
     OYY_@'D  
    3.D|xE]g  
     
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