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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: 03-10
    摘要 l@]Fzl  
    k(v &+v  
    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。 'Mhnu2d  
    ?}S!8;d  
    T'9M  
     "{3MXAFe  
    设计任务 /<dl"PWkJv  
    :9(w~bB9$  
    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 prB:E[1  
    ca,c+5  
     Hl*#iUq  
    ,dF Y]  
    光栅级次分析模块设置 v[ R_6  
                           8ZJ6~~h  
    #-{ljjMQI  
    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。 SRU#Y8Xv|  
    uC6e2py<[  
    AgB$ w4  
    =$ubSfx  
    ju4wU; Nu  
    1. 通过应用设计带中的结构设计，所得到的传输函数可以转换为结构轮廓。 +vPCr&40  
    2. 对于此转换，使用了薄元近似(TEA)。因此，所得到的结构与初始相位函数成正比。 }.=@^-JBA5  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 '*t<g@2$  
    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。 ]iZ-MG)J  
    @&9< )1F  
     xsrdHP1  
    衍射分束器表面 rP/W,! 7:K  
    BZjL\{IW  
     A5O;C  
    `8TL*.9  
    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。 yA`,ns&n  
    }VVtv1  
    ?}jjBJ&  
    =,&{ &m)  
    db3.X~Cn#s  
     +!G)N~o  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) w"A>mEex<  
    $]?M[sL\N7  
     dQ#oY|a  
    [.;8GMW  
     一般光栅组件提供了薄元近似(TEA)和傅里叶模态方法(FMM)作为解决模型给定的光栅。 -&QpQ7q1  
     薄元近似通常产生更快的结果，当结构小于波长的5倍,可能有精度问题，。 ;:bnLSPo  
     傅里叶模态方法允许一个严格的模拟，但需要更高的数值计算。 1z@ ncqe  
    18y'#<X!  
     lO}I>yo}\  
    KnK\X>:  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 b'RBel;W  
    3v)`` n@  
     lnV!Xuf  
    光栅级次分析仪提供了所有衍射阶的效率的概述，作为许多可能的输出。 "2T* w~V&y  
    @^HZTuP2;  
    ,rhNXx  
    使用可编程光栅分析仪，用户可以指定应计算的值。例如:总效率、均匀性误差、0阶效率 2}5@: cwR+  
    )=0@4   
    qf%p#+:B3  
    设计与评估结果 5L\Im^  
    相位功能设计 U{HBmSR  
    结构设计 ;|oem\dKv  
    TEA评价 yQC8Gt8  
    FMM评估 YH-W{].  
    高度标度（公差）     *C^TCyBK;  
    hr g'Z5n  
    通用设置 X u>]$+u#  
    &VVvZ@X;  
    gyC Xv0*z  
    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。 |(9l_e|  
    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。     :/;;|lGw  
    z~;@Mo"*f  
    ~e+pa|lO  
    纯相位传输设计     w X.]O!^X~  
    @EH@_EwYV  
     {%X[Snv  
    Oq 95zo  
    结构设计 a!;K+wL >  
    >< Qp%yT  
     F4g3l    
    d*:J0J(  
    VQpwHzh  
    更深的分析 /? Bu^KX  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 d ewN\  
    •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。 8ya|eJ]/L  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 %v]-:5g'|  
    :) T#.(mR  
     p$6L_ *$  
    <ceJ!"L  
    使用TEA进行性能评估 7nbaR~ZV  
    (KT+7j0^  
     P)UpUMt;k  
     'Y>@t6E4  
    使用FMM进行性能评估 ]?hlpL  
    @Sz7*p  
     t},71Ry  
    < z{,@Z}  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 0Y*Ag ,S  
    [<#`@Kr  
      OF`:);  
    qWI8 >my11  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 .Kk'N  
    LLwC*)#  
     v79\(BX  
     Q% J!  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 }yM!o`90  
    wmit>69S  
     eo4v[V&  
     q_0,KOGW  
    VirtualLab Fusion技术 P".rm0@R  
    O4,? C)  
     *g 2N&U  
     
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