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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 slbV[xR  
    Fei$94 a  
    直接设计非近轴衍射分束器仍然是一个挑战。由于衍射角相当大，元件的特征尺寸与工作波长在相同的数量级上。因此，设计过程超出了近轴建模方法。因此，在这个例子中，迭代傅里叶变换算法(IFTA)和薄元素近似(TEA)用于衍射元素的初始设计结构，和傅里叶模态方法(FMM)随后应用于严格的性能评估。 &2DW  
    %9K@`v-  
    ScD9Ct*):C  
     hI yfF  
    设计任务 cVMTT]cj1  
    7RZ7q@@fgh  
    使用近轴近似的衍射1：7×7分束器的初步设计通过严格分析，进一步优化零阶均匀性和影响 ?w+T_EH  
    bYz:gbs]4|  
     M:~#"lfK  
    !Kis,e  
    光栅级次分析模块设置 QB7<$Bp  
                           >_o_&;=`v  
    oUqNA|l T  
    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。 Ok@5`?08  
    :MpCj<<[  
    8dv1#F|  
    8[k-8h|  
    86i =N _  
    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。 bFpwq#PDW>  
    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。 KLk37IY2\  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 $I'ES#8P6  
    4. 要在不同的模拟场景中使用这种结构，需要从组件内部获取实际的采样表面或指定的堆栈。 cG<?AR?wDT  
    Y<B| e91C  
     n1QO/1} :  
    衍射分束器表面 1~+w7Ar =(  
    hE;  
     ]T$~a8  
    ReY K5J=O  
    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。 {0|^F!1z  
    mVxS[Gq  
    J-U}iU|  
    ^^v!..V]J  
    a^22H  
     /q=<OEC  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) vm(% u!_P  
    "m!Cl-+u  
     UZyo:*yB  
    ]'"$qm:  
     一般光栅组件提供了薄元近似(TEA)和傅里叶模态方法(FMM)作为解决模型给定的光栅。 %bAv.'C  
     薄元近似通常产生更快的结果，当结构小于波长的5倍,可能有精度问题，。 51~:t[N|  
     傅里叶模态方法允许一个严格的模拟，但需要更高的数值计算。 4 1Ru@  
    {h2D}F  
     _^KD&t%!+y  
    ^P[-HA|  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 oOuWgr]0  
    noacnQ_I$  
     yPL@uCzA@  
    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。 kWgxswl7H  
    NEX\+dtE~0  
    v8LKv`I's  
    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 mF "ctxE  
    B$fL);l-  
    XRZmg "  
    设计与评估结果 WKN\* N<  
    相位功能设计 SW bwD/SN  
    结构设计 pBHr{/\5  
    TEA评价 *b> ~L  
    FMM评估 $Q62 7  
    高度标度（公差）     ]]Wa.P~]O  
    #SO9e.yhI  
    通用设置 `S%p D.g,2  
    -\>Xtix^-c  
    E}~ GXG  
    提供多次运行文档，允许用户执行任意数量的设计，并提供根据特定标准筛选结果的选项。 ^)X^Pcx  
    通过这种方法获得了以下三个结果：我们将对其进行进一步评估。     0%v p'v  
    <CeDIX t  
    4/$]wK`  
    纯相位传输设计     QH+Oi&xH  
    9Czc$fSSt  
     cd\0  
    oM J5;  
    结构设计 /']Gnt G.  
     I"r*p?  
     Tc{r}y[)  
    8USF;k  
    OD{Rh(Id  
    更深的分析 u"nyx0<  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 >*EcX3  
    •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。 z[l17+v  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 o[_ {\  
    8hdd1lVKO8  
     w_6h $"^x  
     dY|(  
    使用TEA进行性能评估 jytfGE:  
    ^ *RmT  
     ,myl9s  
     uS3J^=>@(a  
    使用FMM进行性能评估 N n+leM  
    5X'[{'i,  
     Jgb{Tl:r  
    {l! [{  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 Sa6}xe."M,  
    .Q4EmpByCg  
     >{V]q*[/;Q  
    n hS=t8H  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 ob-y {x,R  
    yPKeatH]  
      ^~?VD  
     xrp%b1Sy  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 PO1sVP.S  
    VQ2)qJ#l  
     Mvu!  
     % ?@PlQ  
    VirtualLab Fusion技术 S+7>Y? B!  
    s lXk <  
     gCW.;|2  
    ?tSFM:9PU  
     
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