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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 "c%0P"u  
    |6sp/38#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。 X!TpYUZ '  
    *K8$eDNZ  
    c_$=-Khk  
     l*Gvf_UH  
    设计任务 {4<C_52t  
    O`IQ(,yef  
    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 P^ ~yzI  
    _^Ubs>d=*  
     itt3.:y  
    ;#W2|'HD  
    光栅级次分析模块设置 5IGX5x  
                           C!<Ou6}!b  
    t6 "%3#s  
    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。 vtg !8u4  
    w e//|fA<  
    ].w4$OJ?  
    y@S$^jk.  
    S%;O+eFYb  
    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。 V(I8=rVH  
    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。 ,aZ[R27rpL  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 {L{o]Ii?g  
    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。 nV|EQs4(  
    @1roe G  
     x)DMPVB<  
    衍射分束器表面 nfbR P t  
    J/y83@  
     ,q`\\d  
    `,<BCu  
    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。 UERLtSQ  
     ~^:A{/  
    gD @){Ip  
    cA?W7D  
    hED}h![  
     2*& ^v  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) S&wMrQ  
    Rsm^Z!sn  
     &jJL"gq"  
    7;(`MIFXs  
     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。 /hR&8 `\\  
     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，。 >y7?-*0  
     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。 k(nW#*N_  
    z2~ til  
     D%pF;XY  
    JGrWHIsNV  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 $ bR~+C  
    Dcgo%F-W  
     Dw.J2>uj  
    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。 }j)e6>K])  
    194)QeoFw  
    NH4#  
    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 &K#M*B ,*p  
    )*J^K?!S  
    K($Npuu]  
    设计与评估结果 :P~6~ K um  
    相位功能设计 JX;G<lev  
    结构设计 *w\W/Y  
    TEA评价 <iC(`J$D  
    FMM评估 g]H<}4lgq"  
    高度标度（公差）     .|70;  
    =8. ,43+  
    通用设置 T.BW H2gRP  
    ![=yi tB  
    AQvudx)@"  
    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。 .t!x<B  
    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。     F^;ez/Gl  
    hMO=#up&  
    hL{KRRf>  
    纯相位传输设计     m<Dy<((_I  
    .Yn_*L+4*  
     /(*q}R3Kfo  
    ",; H`V  
    结构设计 583|blL  
    dR,fXQm  
     / zPO  
    <\^8fn   
    |)v,2  
    更深的分析 S4z;7z(8+  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 c-5)QF) z  
    •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。 + =</&Tm  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 @# l= l  
    H<,gU`&R  
     7Ak6,BuI%  
     x'<X!gw  
    使用TEA进行性能评估 <>rneHl8  
    "+G8d' %YV  
     mCVFS=8V  
     @*( (1(q  
    使用FMM进行性能评估 '5$b-x6F  
    )jP1or  
     W/h[A3 `3N  
    ^<2p~h0 \  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 `X&gE,Ii  
    zQd 2  
     UZ+<\+q3^  
    2P0*NQ   
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 0\P1; ak%  
    uK Hxe~  
     Gyc]?m   
     HG^'I+Yn  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 AoxA+.O  
    3a'<*v<xw  
     wnC81$1l~  
     4,DeHJjAlE  
    VirtualLab Fusion技术 4^:=xL  
    C~/a-  
     pv|G^,>#  
    vEJbA  
     
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