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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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    光券
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2023-08-09
    摘要 ;NeP&)Td  
    { NJ>[mKg  
    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。 |q2lTbJ  
    i)i)3K2  
    )X;cS} yp  
     <\g&%c,   
    设计任务 l%(`<a]VIB  
    t`,IW{  
    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 })lT fy  
    %UQB?dkf$  
     gj,J3x4TK/  
    :5{@*  
    光栅级次分析模块设置 b,R'T+4[  
                           Sp,Q,Q4  
    E$Pjp oQTf  
    使用常规的分束器会话2编辑器，VirtualLabFusion提供了一个指导工具，允许用户一步一步地指定所有影响分束器设计的参数。 BpG'e-2  
    `;CU[Ps?]  
    y9li<u<PF  
    D!a5#+\C  
    KBR0p&MN  
    1. 通过应用设计带中的结构设计，所得到的传输函数可以转换为结构轮廓。 sC_UalOC_  
    2. 对于此转换，使用了薄元近似(TEA)。因此，所得到的结构与初始相位函数成正比。 <]^;/2 .B  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 F ^t?*   
    4. 要在不同的模拟场景中使用这种结构，需要从组件内部获取实际的采样表面或指定的堆栈。 @:9fS  
    rDX'oP:  
     (mIJI,[xn  
    衍射分束器表面 .Pes{uHg  
    qd~98FS  
     aiZo{j<6  
    E 'JC  
    为了进一步评估，使用了通用光栅光学设置，其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪，以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 -5v.1y=!L  
    uQ]]]Z(H'  
    J%:/<uCmZ  
    vj&5`  
    BDkBYhz;7  
     +c8AbEewg  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) E97+GJ3  
    nQ17E{^pR  
     !LIfeL.4h  
    YB B$uGA  
     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。 rk,1am:cg  
     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，。 )YMlF zYr  
     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。 w;@25= |  
    rgdQR^!l6  
     9jR[:[  
    ^ ]qV8  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 V.Ba''E7  
    %7>AcTN~  
     kq%gY  
    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。 BU:Ecchbr  
    r7"Au"  
    `}~ )1'(#/  
    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 |@ZqwC=  
    Bf:tal6 -M  
    g"]<J &  
    设计与评估结果 l IVxW+  
    相位功能设计 ,+/9K)X  
    结构设计 $FQcDo|[  
    TEA评价 +*_fN ]M  
    FMM评估 Z-t}6c'Kg  
    高度标度（公差）     K@jSr*\'  
    yMbcFDlBr  
    通用设置 qTTn51  
    L+L"$  
    i6F:C &.  
    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。 dT]L-uRZgy  
    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。     Xvu)  
    S@c\|  
    i9;27tT~<  
    纯相位传输设计     KIKq9*  
    4aN+}TkH@G  
     0n*rs=\VG  
    L8:]`M Q0  
    结构设计 0Q$~k  
    V9zywM  
     2~M;L&9-  
    AJ\VY;m7F  
    niYz9YX  
    更深的分析 }0BL0N`_  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 G}P)vfcH  
    •可以利用这一点来纠正零阶不期望的效率，从而改善均匀性。 JN&MyA"  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 C!7U<rI  
    0):uF_t<  
     KP=D! l&q  
    Mu'^OX82  
    使用TEA进行性能评估 X:G& 5  
    7MO  
     H}h~~7E  
     [xtK"E#  
    使用FMM进行性能评估 wX)efLmyhY  
    Ql~#((K  
     }c` ?0FQ  
    e(}oq"'z  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 wTTTrk  
    F2bm+0vOJ  
     +R "AA_A?  
    r7Nu>[r5  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 J16=!q()  
    ?CH?kP  
     # #k #q=4  
     M'cJ)-G  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 a9#W9eP  
    -l-AToO4  
     M8 iEVJ  
     a3O nW\N  
    VirtualLab Fusion技术 jOBY&W0r  
    s.^c..e75C  
     CV!;oB&  
    M[h 1>}$Lz  
     
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