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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
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2023-08-09
    摘要 n#Roz5/U  
    L]d@D0.Z  
    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。 M"^Vf{X^  
    N-`;\  
    jJZsBOW[8  
     .KucjRI  
    设计任务 L\NZDkd  
    gvNZrp>e!  
    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 u!o]Co>  
    5lnSa+_/f  
     mE`qvavP|/  
     J4"swPf  
    光栅级次分析模块设置 H@E" )@92  
                           Cc)P5\j h  
     p &>A5  
    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。 .vS6_  
    ]TgP!M&q  
    O[)]dD&'  
    ttaQlEa=Z  
    kLt9; <L  
    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。 (YHvGGr  
    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。  }m%?&c  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 =5~F6to  
    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。 -,VhSI  
    ceZ8} Sh  
     Pzp+I}  
    衍射分束器表面 RR!!hY3 K  
    99 "[b  
     HI\f>U  
    xDJ+BQ<1A  
    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。 u=;nU(]M '  
    ]A72) 1  
    ZQ~myqx,+L  
    Z.':&7Y  
    !I5~))E  
     ^2^|AXNES  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) RO{@RhnV  
    030U7VT1  
     HNy/ -  
    q|o |/O-{  
     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。 "6N~2q,SW  
     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，。 pzq; vMr  
     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。 *Z`XG_s5  
    LuP?$~z  
     g&+Y{*Gp  
    jD/7/G*  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 ;DD>k bd  
    n2d8;B#  
     {(Og/[  
    光栅级次分析仪提供了所有衍射阶的效率的概述，作为许多可能的输出。 B9e.-Xaf  
    ?,:#8.9  
    LR3`=Z9  
    使用可编程光栅分析仪，用户可以指定应计算的值。例如:总效率、均匀性误差、0阶效率 X#DL/#z k  
    -/UXd4S  
    #_?TIY:h  
    设计与评估结果 +Cf0Y2*@hM  
    相位功能设计 - LiPHHX<  
    结构设计 V+O0k: o  
    TEA评价 TTZ['HP oI  
    FMM评估 _7lt(f[S  
    高度标度（公差）     Y:%m;b$]  
    hB?,7-  
    通用设置 hu P^2*c  
    i)7n c  
    g={]Mzh  
    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。 l*K I  
    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。     )d}H>Qx=  
    {jOzap|  
    T2DF'f3A  
    纯相位传输设计     ]bTzbu@  
    3J'73)y  
     Rkpr8MS  
    N^ h |h  
    结构设计 *%X6F~h(u  
    VyecTU"W  
     q]"2hLq  
    B;z;vrrL  
    V(;55ycr  
    更深的分析 ;Y'8:ncDn  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 GS ;HtUQ  
    •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。 7~wFU*P1  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 ]8$#qDS@  
    EqD^/(,L2  
     EkJVFHfh  
    URYZV8=B~  
    使用TEA进行性能评估 W/ g|{t[  
    tYs8)\{  
     \G$QNUU  
     FZe:co8Mu  
    使用FMM进行性能评估 n1QEu"~Zj  
    #K=b%;>  
     bz{^h'  
    LH=d[3Y  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 -7>^ rR V  
    I&L.;~  
     |',M_ e]  
    K;oV"KRK  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 P<%v +O  
    5>k>L*5J  
     w&p~0cA~  
     JY{X,?s  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 [IiwNqZ[~  
    i[$-_  
     DH5bpg&T  
     7\mDBG  
    VirtualLab Fusion技术 <57g{e0I  
    f:]u`ziM  
     Z6 ;Wd_  
    >n]oB~P%  
     
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