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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
    0
    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2023-08-09
    摘要 V6C*d:  
    As;@T$G  
    直接设计非近轴衍射分束器仍然是一个挑战。由于衍射角相当大，元件的特征尺寸与工作波长在相同的数量级上。因此，设计过程超出了近轴建模方法。因此，在这个例子中，迭代傅里叶变换算法(IFTA)和薄元素近似(TEA)用于衍射元素的初始设计结构，和傅里叶模态方法(FMM)随后应用于严格的性能评估。 `"/s,"c:D  
    ,33[/j  
    8AK=FX&@&  
     8i=c|k,GL.  
    设计任务  ju-tx :  
    Oist>A$Z  
    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 5mxYzu;#]  
    axSJ:j8  
     mu[:b  
    ,u1Yn}  
    光栅级次分析模块设置 /Jjub3>Q  
                           0'IV"eH2  
    2+7r Lf`l  
    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。 t0 1@h_ WS  
    *,:>EcDr  
    wsnR$FhQ`  
    3:Mq4 0]x  
    .S l{m[nV8  
    1. 通过应用设计带中的结构设计，所得到的传输函数可以转换为结构轮廓。 Nm.H  
    2. 对于此转换，使用了薄元近似(TEA)。因此，所得到的结构与初始相位函数成正比。 0Y_?r$M  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 .K=r.tf~  
    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。 fZqqU|tq  
     jIMT&5k  
     \{HbL,s  
    衍射分束器表面 zq=X;}qYj  
    sw={bUr6G`  
     OO Hw-MW  
    x +=zG4Hm  
    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。 TzC'x WO  
    =q1=.VTn  
    /!l$Y?  
    eD4qh4|u.  
    -K 7jigac  
     ! z^%$;p  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) ^usZ&9"@P  
    o=t@83Fh5  
     FUVoKX! #  
    </UUvMf"  
     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。 dr|>P*  
     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，。 cmLGMlFT  
     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。 )U?Tmh  
    \(ygdZ{R  
     WIe7>wkC  
    yqaLqZ$  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 7,MDFO{n  
    Wchu-]  
     #H'j;=]:  
    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。 gRnn}LL^  
    fgiOYvIS2m  
    Z*+0gJ<Y  
    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 DChqcdx~~  
    ,buSU~c_Q  
    /s@t-gTi  
    设计与评估结果 ;_o1{?~  
    相位功能设计 y$ L@!r/s  
    结构设计 g[oa'.*OB  
    TEA评价 zTgY=fuz  
    FMM评估 'qL:7  
    高度标度（公差）     .!fhy[%o:D  
    OcA_m.  
    通用设置 e\0vphS6  
    Mnu8d:$  
    (E{>L).~  
    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。 )\S3Q  
    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。     DjyqQ yq~  
    ''bh{ .x  
    bW]7$?acv  
    纯相位传输设计     b^*9m PP  
    8 #m,TOp  
     ;PS V3Zh  
    oO0dN1/  
    结构设计 Wq5 }SM  
    M id v  
      ?z hw0  
    ?/M:  
    3V(]*\L  
    更深的分析 *^ZJ&.  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 .tdaj6x  
    •可以利用这一点来纠正零阶不期望的效率，从而改善均匀性。 F@]9 oF  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。  i/vo  
    M_I.Y1|  
     yt'P,m  
    fY4I(~Q  
    使用TEA进行性能评估 3X;k c>  
    e(=() :4is  
     Fb!Ew`;QT  
     =JkPE2mU  
    使用FMM进行性能评估 ag_*Z\  
    *:5S*E&}V  
     43VBx<"  
    H;h$k]T  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 X[ 6#J  
    |p .o^  
     H zMr  
     )>=!</@  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 &<=?O a  
    xekU2u}WE  
     9\zasa  
     pjN4)y>0  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 &G|^{!p/G  
    ( < e q[(  
     K8=jkU  
     VLfc6:Yg  
    VirtualLab Fusion技术 'OACbYgG  
    oH,{'S@q  
     y}F;~H~P  
    k-Z :z?M  
     
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