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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 <^Y #q  
    =B'Yx  
    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。 O'^AbO=,  
    aO?KRn  
    H8B.c%_|U  
     `mYp?N jR_  
    设计任务 a #s Nd  
    $Jn.rX0}$  
    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 y?3u6q++  
    ;9fWxH  
     >b#CR/^z  
    g2}aEfp!H  
    光栅级次分析模块设置 WLh!L='{BK  
                           8@rF~^-_  
     ]SL+ZT  
    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。 q3-cWfU  
    )@y'$)5s  
    -`Zk`s|!  
    k%-UW%  
    3BLH d<  
    1. 通过应用设计带中的结构设计，所得到的传输函数可以转换为结构轮廓。 =z<sx2#*  
    2. 对于此转换，使用了薄元近似(TEA)。因此，所得到的结构与初始相位函数成正比。 GMLx$?=j  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 qX6zk0I a  
    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。 :x3DuQP  
    1GLb^:~A  
     $Op:-aW&  
    衍射分束器表面 -cZuP7oA  
    7~P!Z=m^^f  
     !^1oH**  
    " ;8kKR  
    为了进一步评估，使用了通用光栅光学设置，其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪，以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 &?y|Pn  
    =M4wP3V/  
    Zw/??Tq b  
    KM^}d$x}s  
    ,g|ht%"  
     aK,\e/Oo  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) KO}TCa  
    h4ghMBo%  
     -wNhbV2  
    u+jx3aP:  
     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。 7-9HCP  
     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，。 Tn38]UL  
     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。 91T[@p  
    qe0ZM-C_  
     }y*rO(cu7G  
    9N) Ea:N  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 : 9zEne4  
    &mA{_|>  
     A/j'{X!z  
    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。 WS@8Z0@RD  
    : :/vDUDc  
    IY2f$YV  
    使用可编程光栅分析仪，用户可以指定应计算的值。例如:总效率、均匀性误差、0阶效率 A  j>  
    IUh)g1u41O  
    }k8&T\V!  
    设计与评估结果 oOQ0f |MGp  
    相位功能设计 KDDx[]1Q  
    结构设计 3[m~6 Ys  
    TEA评价 b&pL}o?/k  
    FMM评估 #N\<(SD/  
    高度标度（公差）     %8|?YxiZ:  
    VOp+6ho<  
    通用设置 xT+@0?|F  
    2QIo|$  
    3 +D4$Y"  
    提供多次运行文档，允许用户执行任意数量的设计，并提供根据特定标准筛选结果的选项。 -$D#u  
    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。     .Na'yS `J  
    elP#s5l4  
    t@`Sa<  
    纯相位传输设计     SR9M:%dga  
    o1<Z; 2#  
     t;[?Q\  
    (i^<er q  
    结构设计 "LVN:|!  
    n(Ry~Xu_  
     7I{rhA  
    :HN\A4=kc(  
    ~T'$gl  
    更深的分析 uF-Rl## >  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 xEe3,tb'e  
    •可以利用这一点来纠正零阶不期望的效率，从而改善均匀性。 %TQ5#{Y  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 lMXLd91  
    Y2y = P  
     mC`U"rlK~  
    l`AA<Rj*O-  
    使用TEA进行性能评估 B+=Xb;p8  
    t-J\j"~%+  
     5' 3H$%dC  
     4= hz4(5a  
    使用FMM进行性能评估 3#c0p790  
    :}fIu?hCA  
     ot,e?lF  
    A)o%\j  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 0kld77tn 2  
    p/&s-G F  
     \F),SL  
    K;(t@GL?  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 ]=0$-ImQ@x  
    ? `#  
     m9 f[nT  
     |K$EULzz  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 ::G0v  
    #N|A@B5 x  
     Gv }~  
     VWE`wan<  
    VirtualLab Fusion技术 qu0dWgK  
    uF\f>E)/N%  
     H-Or  
    ~-2q3U Py  
     
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