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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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    在线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 +\ .Lp 5  
    y_-0tI\J  
    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。 ?%[@Qb=2  
    ~=l;=7 T  
    2pa5U;u:+  
     ;85>xHK  
    设计任务 8'io$ 6d=  
    <R=Zs[9M1  
    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 )1`0PJoHE  
    >!1-lfa8  
     6mxfLlZ  
    M!D3}JRm  
    光栅级次分析模块设置 e=m42vIB-  
                           ope^~+c~\  
    z5*'{t)  
    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。 @Qt{jI !  
    _ *Pf  
    u>a5GkG.  
    3 {sVVq5Y  
    -;WGS o  
    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。 uiR8,H9*M  
    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。 U26}gT)  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 0*{%=M  
    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。 &`2)V;t  
    bq0zxg%  
     iSs:oH3l  
    衍射分束器表面 YNsJZnGr8#  
    T</F 0su|  
     :& ."ttf=  
    28d'7El$  
    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。 v0.#Sl-  
    xdkZdx>N  
    $*=<Yw4  
    D2~*&'4y  
    4 "'~NvO  
     [Y| t]^M  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) Z"fJ`--  
    ]Er$*7f  
     C1 *v,i  
    /f;~X"!  
     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。 sLxc(d'A  
     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，。 @|YH|/RF  
     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。 61'XgkacDS  
    9q~s}='"  
     iGB}Il)  
    y?4BqgB  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 ;uP:"k  
    ^k9I(f^c-_  
     5$C-9  
    光栅级次分析仪提供了所有衍射阶的效率的概述，作为许多可能的输出。 s?nR 4  
    h~zT ydnH  
    brUF6rQ  
    使用可编程光栅分析仪，用户可以指定应计算的值。例如:总效率、均匀性误差、0阶效率 ~Z' ?LV<t  
    h@ry y\9  
    f ) L  
    设计与评估结果 u]UOSfn  
    相位功能设计 &{t,'[ u  
    结构设计 --BW9]FW  
    TEA评价 ?4T-@~~*`=  
    FMM评估 fe_5LC"  
    高度标度（公差）     x7 ,5  
    nAlQ7 '  
    通用设置 >i?oC^QM  
    .8JTe 0  
    +ami?#Sz*;  
    提供多次运行文档，允许用户执行任意数量的设计，并提供根据特定标准筛选结果的选项。 F*ylnB3z  
    通过这种方法获得了以下三个结果：我们将对其进行进一步评估。     ,r_Gf5c  
    j^RmrOg ,  
    >Cq<@$I2EB  
    纯相位传输设计     19%i mf  
    gL/9/b4  
     ('+d.F[109  
    &s>Jb?_5Mx  
    结构设计 2&J)dtqz  
    &s!@29DXR  
     $U-0)4yf  
    KLk~Y0$:v  
    }4X0epPp;:  
    更深的分析 -M#Wt`6A  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 p!AAFmc  
    •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。 sU^1wB Rj  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 ~v6D#@%A  
    7tCw*t$  
     vtJJ#8a]  
    pEz_qy[#  
    使用TEA进行性能评估 Qn2&nD%zi  
    ba9?(+i$h  
     +jgSV.N  
     A^SgI-y|  
    使用FMM进行性能评估 d2L&Z_}  
    .*Qx\,  
     +1!ia]  
    X2"/%!65{  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 dqcL]e  
    xN'I/@ kb  
     )=(kBWM  
    bcz:q/f}@  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 Rf% a'b  
    ;5AcFB  
     )QJUUn#  
     1=v*O.XW`  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 sa8Vvzvo.  
    86H+h (R/  
     ,`sv1xwd  
     z'7]h TA  
    VirtualLab Fusion技术 bW:!5"_{H  
    >@Kx>cg+  
     A":T1s  
    NX&_p!_V  
     
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