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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: 2025-03-10
    摘要 bWwc2##7jo  
    j; 1X-  
    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。 O~-#>a  
    . 5|wy<  
    sBq @W4  
     FbJlyWND  
    设计任务 W:b8m Xx  
    6\g]Y  
    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 g-meJhX%  
    e!ar:>T  
     r3/H_Z  
    O|#^&d  
    光栅级次分析模块设置 <y\>[7Y  
                           D +N{'d?+  
    me$ 7\B;wy  
    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。 %ztCcgu*  
    \NS\>Q+d  
    XJC|6"n  
    -JaC~v(0  
    QgC  
    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。 ; @-7'%(C  
    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。 8"LvkN/v^  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 Sh*LD QL<?  
    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。 L/"XIMI*Xg  
    y0M^oLx  
     d5\w'@Di  
    衍射分束器表面 !CTchk<{(  
    QK% {\qu  
     ; GRSe  
    ((N<2G)  
    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。 gsqlWfa  
    8U*}D~%!  
    |(*ReQ?=  
    F# y5T3(P  
    \d2Ku10v[  
     ),mKEpf  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) 8{8J(~  
    )Pakb!0H@t  
     dG'aJQw  
    s}uOht} 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。 w [D9Q=  
     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，。 "e0$/WQ6J  
     傅里叶模态方法允许一个严格的模拟，但需要更高的数值计算。 * h!gjbi  
    >93vMk~hU  
     t)=u}t$  
    -[|R \'i  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 '0[D-jEr  
    HbX>::J8  
     c]v $C&FX  
    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。 y9{KBM%h  
    G?jKm_`L  
    D/'kYoAEO  
    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&8&NkH  
    %(MaH  
     ztKmB  
    设计与评估结果 WId"2W3M  
    相位功能设计 z8G1[ElY  
    结构设计 z Xx HaM  
    TEA评价 X9K@mX  
    FMM评估 Fo=Icvo  
    高度标度（公差）     f',n '  
    P%A;EF~ v  
    通用设置 7IB<0  
    (/Lo44wT  
    ~,WG284  
    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。 yl/-!  
    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。     {`2! 3= "  
    brx 7hI  
    Hm!ffqO_  
    纯相位传输设计     l=ehoyER  
    gHpA@jdC*  
     "SJp9s3  
    %nk]zf..  
    结构设计 ;gLHSHEA  
    M{cF14cQ  
     8[\F*H  
    @E;'Ffo  
    @iwVU]j  
    更深的分析 <E/4/ ANN  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 K4~z@. G6*  
    •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。 F7P?*!dx  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 Hof@,w  
    vikA  
     : 8dQ8p;  
    QVLv}w`O  
    使用TEA进行性能评估 &YC Z L  
    GOrDDp  
     sQUJ]h  
     {9:[nqX  
    使用FMM进行性能评估 $c"byQ[3S  
    A#;6~f  
     R+{QZ'K.qg  
    hEUS&`K  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 )r2$!(NQ  
    /e5' YVP  
     Sggha~E2s  
    }p,#rOX:A  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 _ 3@[S F  
    g~E N3~  
     ^{Wx\+*!  
     )aSj!X'`;  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 >f+qImH  
     dpG l  
     a7$-gW"Z(,  
     4SRjF$Bsz  
    VirtualLab Fusion技术 {zzc/!|  
    pRR1k?  
     TQ`s&8"P  
     
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