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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 [|z'"Gk{  
    fM9xy \.  
    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。 lbofF==(  
    <{ # <5 8  
    V g6S/-  
     @SQceQfB  
    设计任务 I9,8HtnA  
    D8 wG!X  
    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 zi_[ V@Es/  
    [ )k2=67  
     ?Hk.|5A}  
    UhBz<>i;!  
    光栅级次分析模块设置 6>lW5U^yA\  
                           XJ\_ V[WA  
    lux9o$ %  
    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。 iW-t}}Z>B  
    'y eh7oR  
    .Map   
    }M="oN~w  
    G "c/a8  
    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。 ME,duY/>Q  
    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。 $WJy?_c  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 W7T" d4  
    4. 要在不同的模拟场景中使用这种结构，需要从组件内部获取实际的采样表面或指定的堆栈。 ) _ #T c  
    .:SfM r;G  
     =3pD:L  
    衍射分束器表面 %27G2^1  
    <@%ma2  
     x;*VCs  
    >7W"giWP  
    为了进一步评估，使用了通用光栅光学设置，其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪，以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 wb@]>MJ}[s  
    |:}L<9Sq  
    -/1d&  
    r*>QT:sB  
    P0Aas)!  
     '2j~WUEmg  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) Zq9>VqGe  
    KM EXT$p  
     }el,^~  
    3k`NNA  
     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。 <)"iL4 kDI  
     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，。 ^=3 ^HQ'Zm  
     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。 A03I-^0g+  
    ~LSy7$rz  
     p+!f(H  
    C?bXrG\  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 yM W'-\  
    ;A`IYRzt  
     &C\=!r0j^  
    光栅级次分析仪提供了所有衍射阶的效率的概述，作为许多可能的输出。 ;Kt'Sit  
    uTxX`vH@!  
    x!Y(Y=i>  
    使用可编程光栅分析仪，用户可以指定应计算的值。例如:总效率、均匀性误差、0阶效率 &qG? [R{  
    O#A8t<f|M  
    hwc:@'  
    设计与评估结果 8U8P g2  
    相位功能设计 .Ydr[  
    结构设计 F%9e@{  
    TEA评价 l A 0-?k  
    FMM评估 <d3PDO@w/  
    高度标度（公差）     Q=dw 6  
    ?]759,Q3L  
    通用设置 JvT %R`i  
    8|fLe\"  
    +!D=SnBGs  
    提供多次运行文档，允许用户执行任意数量的设计，并提供根据特定标准筛选结果的选项。 PV5-^Y"v  
    通过这种方法获得了以下三个结果：我们将对其进行进一步评估。     jt0H5-x  
    B!$V\Gs  
    # w i&n  
    纯相位传输设计     F0X5dv  
    yIn/Y0No  
     Cmp{FN"o  
    -Y5YCY!`  
    结构设计 }(8D!XgWa  
    T2;v<(  
     yd\5Z[iEp  
    f$~ _FX  
    cg>!<T*  
    更深的分析 FF5tPHB  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 UwvGr h  
    •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。 $`-SVC  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 ]Om'naD  
    GLbc/qs  
     ,AGM?&A  
    {o Q(<&Aw  
    使用TEA进行性能评估 tg4LE?nv  
    g6x/f<2x  
      m^W*[ ^p  
     LC~CPV'F  
    使用FMM进行性能评估 My'9S2Y8nv  
    FN{H\W1cf  
     5i}CzA96  
    _stI?fz*4k  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 SaX,^_GY  
    ~*,Ddwr0a  
     Fjb4BdZ P  
    -N /8Ho  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 /h.:br?M#P  
    duZ|mT8Q==  
     $9LGdKZ_D  
     4eDmLC"Y *  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 e _SoM!;  
    %RfY`n  
     F``EARG)iu  
     [RGC!}"mr  
    VirtualLab Fusion技术 nm{'HH-4  
    0{^l2?mgSb  
     s K""  
    E.zYi7YUKK  
     
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