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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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    5734
    光币
    22822
    光券
    0
    只看楼主 正序阅读 楼主  发表于: 03-10
    摘要 +788aK,{#  
    \JPMGcL  
    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。 wfO -bzdw  
    ,q%X`F rc  
    ;40Z/#FI  
     z wUC L  
    设计任务 d"5_x]Z;  
    Q>Ct]JW&  
    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 dWzf C@]  
    XR",.3LD  
     X.{xH D&_  
    OybmyGHY  
    光栅级次分析模块设置 X8v)yDtw  
                           R@grY:h  
    p p0356  
    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。 Lea4-Gc  
    >!Gq[i0  
    <Z t]V`-  
    Tp@Yn  
    X"3p/!W.4  
    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。 ]2L11" erP  
    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。 0Gj/yra9MO  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 Z:^<NdKe  
    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。 `yq) y>_  
    @[joM*U  
     NI"Zocp  
    衍射分束器表面 Zbl*U(KU?  
    8\E=p+C  
     !^Ay !  
    )J]NBE:8  
    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。 S7J.(; 82  
    -N/n|{+F  
    !0^4D=dO  
    t,TlW^-  
    xBc$qjV  
     [ -Z 6QzT  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) ug{sQyLN  
    ~tTa[_a!  
     2@T0QJ  
    fN{wP,jI  
     一般光栅组件提供了薄元近似(TEA)和傅里叶模态方法(FMM)作为解决模型给定的光栅。 [jN Vk3  
     薄元近似通常产生更快的结果，当结构小于波长的5倍,可能有精度问题，。 T-n>+G{  
     傅里叶模态方法允许一个严格的模拟，但需要更高的数值计算。 7#"y mE  
    qm#?DSLap  
     pqvl,G5  
    sAO/yG  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 44n41.Q]  
    M`#g>~bI#R  
     & :W6O)uY  
    光栅级次分析仪提供了所有衍射阶的效率的概述，作为许多可能的输出。 Te!eM{_$T  
    StR)O))I  
    _@?I)4n|  
    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 1Z_]Ge<a  
    |CQjgI|;  
    Gyy4)dP  
    设计与评估结果 gzK/l:  
    相位功能设计 EhD%  
    结构设计 XmO]^ `  
    TEA评价 EQ"_kJ>81Y  
    FMM评估 b* n#XTV  
    高度标度（公差）     X,M!Tp  
    MP@}G$O  
    通用设置 >f9Q&c$R  
    ZHwN3  
    ~y Dl & S  
    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。 9]chv>dO)=  
    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。     `nII@ !  
    e?XGv0^qu  
    tOF8v8Hd  
    纯相位传输设计     l YdATM(h  
    oQ Vm)Bn'R  
     W }Ll)7(|T  
    T z:,l$  
    结构设计 hYFi"ck  
    }!*|VdL0  
     Vl(id_~_  
    nJgN2Z  
    ^eV  K.  
    更深的分析 5^qs>k[mN  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 DjZTr}%q  
    •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。 >)[W7h  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 ^}gZ+!kA  
    , P1m#  
     _=[pW2p  
    0ly6  |:  
    使用TEA进行性能评估 `Lw Z(M-hI  
    I?q- :9:  
     n68qxD-X  
     RXWdqaENx  
    使用FMM进行性能评估 zEE:C|50  
    FD8  
     ncsk(`lo  
    kDiR2K&  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 uW(Ngcpr  
    925T#%y  
     0!c/4^  
    'oBv(H  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 A6;[r #C  
    wqE2n  
     ]'#^ ~.  
     xy)W_~Mk  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 A,#z_2~  
    {Z$]Rj  
     >G0ihhVt  
     F9IPA%  
    VirtualLab Fusion技术 ~vZ1.y4  
    0KZsWlD:L  
     *z'Rl'j9[  
     
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