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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 w*oQ["SL  
    RPE5K:P  
    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。 )6|yb65ZUX  
    2JJ"O|Ibz  
    mR}6r2O2\Q  
     S$Q8>u6Wk  
    设计任务 }Ub6eXf(2  
    = c>Qx"Sw  
    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 oAPb*;}  
    J|w\@inQ  
     &!/}Qp  
    [&&1j@LQ*  
    光栅级次分析模块设置 n#wI@W >%+  
                           @@8J6*y  
    %2XHNW  
    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。 ;)!Sp:mHX  
    #ZYVc|sT+  
    ^!9~Nwn  
    -5I2ga  
    }T%}wdj  
    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。 'J6 M*vO  
    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。 \hM|(*DL  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 )FpZPdN+h  
    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。 t5#rps\;  
    DRc)iE>@  
     89wU-Aggq  
    衍射分束器表面 BI $   
    $aN&nhoO<  
     $ep.-I>  
    l&?}hq^'Dn  
    为了进一步评估，使用了通用光栅光学设置，其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪，以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 c2e tc8  
    GQ9\'z#+  
    wYQ&C{D%  
    )w0AC"2O~  
    Er+nk`UR_  
     Kwg4sr5"D  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) m<0&~rg   
    Fv Jd8kV  
     ,B0_MDA +  
    OujCb^Rm  
     一般光栅组件提供了薄元近似(TEA)和傅里叶模态方法(FMM)作为解决模型给定的光栅。 ho0@ l  
     薄元近似通常产生更快的结果，当结构小于波长的5倍,可能有精度问题，。 %5A+V0D0'  
     傅里叶模态方法允许一个严格的模拟，但需要更高的数值计算。 sfOHarww  
    Oh'Y0_oB>  
      \o/n  
    I+dbZBX  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 h3Q21D'f  
    &9"-`-[e:  
     tPGJ<30  
    光栅级次分析仪提供了所有衍射阶的效率的概述，作为许多可能的输出。 l"2OP6d  
    #:^YI c  
    82]vkU  
    使用可编程光栅分析仪，用户可以指定应计算的值。例如:总效率、均匀性误差、0阶效率 opJMS6%r  
    y^}6!>Ou:  
    4=Krq6{  
    设计与评估结果 sRrzp=D  
    相位功能设计 ea~:}!-P  
    结构设计 _<NMyRJo  
    TEA评价 :P@rkT3Qt  
    FMM评估 k}0^&Quc4  
    高度标度（公差）     \@1=stK:F  
    !}r% u."  
    通用设置 CJXg@\\/  
    K"[AxB'F  
    {FG|\nPw  
    提供多次运行文档，允许用户执行任意数量的设计，并提供根据特定标准筛选结果的选项。 TM|)Ljm  
    通过这种方法获得了以下三个结果：我们将对其进行进一步评估。     6'RrQc=q  
    aBw2f[mo  
    ^>N]H>0'S  
    纯相位传输设计     zBJ7(zh!  
    LbZ:&/t^y8  
     BYo/57&:  
    dGFGr}&s  
    结构设计 ?1 [\!  
    !Wy[).ZAf  
     1s{^X -  
    Hw-Z  
    Wf&W^Q  
    更深的分析 F`9ZH.  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 ;XDz)`c  
    •可以利用这一点来纠正零阶不期望的效率，从而改善均匀性。 Zt&6Ua[Y}  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 D.1J_Y=9  
    8-Hsgf.*  
     wj1{M.EF\  
    p!<$vE  
    使用TEA进行性能评估 0`I-2M4F*Q  
    en:4H   
     h'$ 9C  
     YNBHBK4;  
    使用FMM进行性能评估 6"D/xV3Z  
    =Odv8yhn  
     WzI8_uM  
    LT,?$I  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 A,) VM9M_l  
    T1r3=Y4  
     A?oXqb  
    u]ZqOJXxu  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 D Kw*~0  
    0^8)jpL$<9  
     /De^  
     I6s3+x;O  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 H-xFiF  
    >Z;jY*  
     ?*oKX  
     KPpHwcYxT  
    VirtualLab Fusion技术 [M%9_CfZOy  
    $\"9<o|h  
     o8Z[+;  
    #%FN>v3e  
     
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