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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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    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 NkE0S`Xf  
    k ;WD[SV  
    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。 `?Rq44=  
    RaZ>.5 D  
    bS.w<V Ew  
     ]S|FK>U[  
    设计任务 I`>U#x*  
    q}1ZuK`6  
    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 @NHh- &;w  
    {7o#Ve  
     v* ;d  
    Ic& h8vSU  
    光栅级次分析模块设置 i;[y!U  
                           :FyF:=  
    [3%mNNk  
    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。 WWT1= #"  
    3>,}N9P-v  
    /@os*c|je  
    }Q7y tE  
    hbjAxioA  
    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。 c/{FDN  
    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。 :5d>^6eoB?  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 W&z jb>0b0  
    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。 xQy,1f3s+  
    GkIE;7#2kX  
     yNTd_XPL  
    衍射分束器表面 %+7]/_JO&  
    /--p#Gh'  
     n|`3d~9$&  
    0mw1CUx9K  
    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。 c:[k+_Zr  
    | HazM9=  
    $ {Z0@G+  
    YJi%vQ*]  
    }D/+YG  
     jDzQw>T X  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) voWH.[n^_  
    "kg`TJf=  
     Lu.zc='\  
    gN&i &%*!  
     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。 Qm%F]nyy  
     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，。 yNu_>!Cp5  
     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。 *zfgO pK  
    u\R?(G&  
     Cu"Cpt[  
    Bx\&7|,x  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 5*0zI\  
    ,'#TdLe  
     qsj{0Go  
    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。 m 2H4V+M+  
    qT O6I5u  
    "TRS(d|3  
    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 mh }M|h5Im  
    9hp&HL)BOa  
    Uqr>8|t?  
    设计与评估结果 yzK;  
    相位功能设计 ">uN={Iy  
    结构设计 /-=fWtA  
    TEA评价 {>&~kM@  
    FMM评估 De$AJl  
    高度标度（公差）     ju~$FNt8R  
    b0P3S!E  
    通用设置 dBWny&  
    Z9{~t  
    A=|XlP$6  
    提供多次运行文档，允许用户执行任意数量的设计，并提供根据特定标准筛选结果的选项。 _\!]MV  
    通过这种方法获得了以下三个结果：我们将对其进行进一步评估。     MJn-] E  
    }nx)|J*p  
    0.GFg${v`  
    纯相位传输设计     %L|fTndKH  
    \Lx=iKs<  
     =bKDD <(  
    'K[ml ?_  
    结构设计 n. %QWhUB  
    d\z6Ob"t  
     )'shpRB;1  
    =?sG~  
    w,{h9f  
    更深的分析 X2w)J?pv  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 [-~pDkf:  
    •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。 1v@#b@NXM7  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 xJq|,":gj  
    dwj?;  
     U S^% $Z:  
    )>a~%~:  
    使用TEA进行性能评估 xATx2*@X2  
    EOPx 4+o  
     .jrNi=BP*  
     )&Ii! tm3  
    使用FMM进行性能评估 72HA.!ry  
    K:Z$V  
     xd Z$|{,  
    /$^Tou/v  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 I{Du/"r#  
    F)3+IuY  
     '/ Aq2  
    An2 >]\L  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 {!,K[QwcI  
    T"wg/mT  
     x}G:n[B7_V  
     "t|)Kl  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 >?g@Nt8  
    &/@V$'G=  
     [ATJ! O  
     6St=r)_  
    VirtualLab Fusion技术 ||+~8z#+,  
    z} fpV T  
     |}zWH=6  
    xoZ m,Pxd  
     
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