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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 k<w(i k1bi  
    zWw2V}U!  
    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。 aYL|@R5;e  
    A6<C-1 N}j  
    {v aaFs  
     *y`%]Hy<  
    设计任务 u{&B^s)k.  
    ^IZ)#1U  
    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 `\=Gp'&Q+  
    1{pmKPu  
     f#%JSV"7  
    w&Dv8Wv+Oq  
    光栅级次分析模块设置 J MX6yV  
                           t<uYM  
    ^Yr0@pE  
    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。 '"pd  
    ]!1OH |Ad  
    sKLX[l  
    )/4(e?%=  
    Xog/O i  
    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。 7RU}FE  
    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。 p\wJD1s  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 JnD {J`:  
    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。 N\t1T(C|  
    KHKS$D  
     PZ:u_*Vu`  
    衍射分束器表面 /4=-b_2Y~  
    @ \.;b9  
     !2Dy_U=  
    6XEZ4QP}  
    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。 ydl jw  
    m(D]qYwh  
    7k{2Upg;  
    iWXc  
    x9>\(-uU  
     kg5ev8  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) >(9F  
    {!ZyCi19  
     `znB7VQ0  
    *E>.)B i  
     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。 ofc.zwH  
     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，。 U3;aLQ*  
     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。 ]7sx;KFv  
    `Y?t@dd  
     fT:}Lj\L1  
    xtV[p4U  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 $*MCU nl  
    Ar9nBJ`  
     >hMUr*j  
    光栅级次分析仪提供了所有衍射阶的效率的概述，作为许多可能的输出。 !&kL9A).  
    2H#N{>7  
    AWr}"r?s  
    使用可编程光栅分析仪，用户可以指定应计算的值。例如:总效率、均匀性误差、0阶效率 db=$zIB[:  
    hp!d/X=J_  
    Zp`T  
    设计与评估结果 )yee2(S  
    相位功能设计 'aJgLws*w  
    结构设计 -H(vL=  
    TEA评价 Q}%tt=KD  
    FMM评估 tgFJZA  
    高度标度（公差）     e&Y0}oY  
    jdRq6U^  
    通用设置 =y ]Jl,_.  
    q?{}3 dPC  
    %(m ])  
    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。 JXQPT  
    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。     +}7fg82)  
    #m. AN  
    dT@UK^\  
    纯相位传输设计     >O{7/)gS^  
    ^%bBW6eZ  
     85U.wpG  
    |g)FA_#|<  
    结构设计 %5</ d5.  
    =iz,S:[  
     9G+f/k,P  
    Evu=M-?  
    M8W#io  
    更深的分析 .CV _\  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 '8Wv.X0`  
    •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。 e=f.y<  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 NGzgLSm\  
    "ORzWnE4U  
     V% axeqs  
    A=3HO\n5  
    使用TEA进行性能评估 H3FW52pjX  
    GG-[`!>.pw  
     3P=w =~e  
     : iCM=k  
    使用FMM进行性能评估 #!#z5DJu  
    4rB8Nm1  
     f@z*3I;  
    +cg {[f,J;  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 ?X_V#8JK  
    ," R>}kPli  
     Lyoor1   
    ?C;JJ#Ho  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 qc8Ta"  
    \2DE ==M)P  
     g'lT  
     E20&hc5 8  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 5{l1A (b  
    (aKZ5>>cN  
     Ti= 3y497S  
     S ~|.&0"\  
    VirtualLab Fusion技术 T%I&txl  
    M []OHw  
     'V!kL, 9ES  
    d79N-O-  
     
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