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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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    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: 05-25
    摘要 AbOf6%Env  
    0<*<$U  
    直接设计非近轴衍射分束器仍然是一个挑战。由于衍射角相当大，元件的特征尺寸与工作波长在相同的数量级上。因此，设计过程超出了近轴建模方法。因此，在这个例子中，迭代傅里叶变换算法(IFTA)和薄元素近似(TEA)用于衍射元素的初始设计结构，和傅里叶模态方法(FMM)随后应用于严格的性能评估。 tX~w{|k  
    0PCGDLk8  
    ]eV8b*d6  
     NwfVL4Xg  
    设计任务 1{.9uw"2S  
    DVeE1Q  
    使用近轴近似的衍射1：7×7分束器的初步设计通过严格分析，进一步优化零阶均匀性和影响 ksm~<;td  
    iU:cW=W|M\  
     y|jq?M<A  
    y>ktcuML  
    光栅级次分析模块设置 bW:!5"_{H  
                           ^=*;X;7  
    W} ofAkF  
    使用常规的分束器会话2编辑器，VirtualLabFusion提供了一个指导工具，允许用户一步一步地指定所有影响分束器设计的参数。 u$`a7Lp,n  
    Ew$C ;&9  
    EiaW1Cs  
    6wg^FD_Q  
    bhs _9ivw  
    1. 通过应用设计带中的结构设计，所得到的传输函数可以转换为结构轮廓。 "uf%iJ:%  
    2. 对于此转换，使用了薄元近似(TEA)。因此，所得到的结构与初始相位函数成正比。 UGatWj  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 3iU=c&P  
    4. 要在不同的模拟场景中使用这种结构，需要从组件内部获取实际的采样表面或指定的堆栈。 U%/+B]6jP  
    ^kSqsT"  
     !TcJ)0   
    衍射分束器表面 M UwMb!Z.s  
    |V7*l1  
     3r1*m  +  
    fd9k?,zM  
    为了进一步评估，使用了通用光栅光学设置，其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪，以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 bs1Rvx1:J%  
    q0 \6F^;M  
    @KUWxFak  
    ^/k*h J{  
    nT)vNWT=  
     o<!?7g{  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) &>}5jC.I  
    +W+|%qM,\  
     H%lVl8oQ  
    =?`c=z3~i$  
     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。 >KKMcTOYY  
     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，。 \.}c9*)  
     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。 ^d xTm1Z  
    BD7N i^qI$  
     Vf1^4 t  
    Q=dy<kg']  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 -D~%|).'  
    ]J]h#ZHx  
     M"To&?OI  
    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。 l9H!au=  
    +qdEq_ m  
    Uoix  
    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 3irl (;v  
    )BfAw  
    /2VJX@h  
    设计与评估结果 2I{"XB  
    相位功能设计 <QGXy=  
    结构设计 h!9ei6  
    TEA评价 S`Rs82>  
    FMM评估 PeEj&4k  
    高度标度（公差）     zp?`N;  
    I1&aM}y{G  
    通用设置 IO:G1;[/2L  
    q- d:TMkc  
    (&x['IR  
    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。 6;5Ss?ep  
    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。     ht}wEvv  
    Z;)%%V%o  
    &PtJ$0%q  
    纯相位传输设计     ~4cC/"q$X  
    S:ztXhif>  
     +X]vl=0  
    K\c#ig   
    结构设计 iO; 7t@]-  
    Pj% |\kbNs  
     %ULr8)R;  
    9( wK@  
    63B?.  
    更深的分析 X)3!_  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 Aq7osU1B  
    •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。 ufT`"i  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 X!g#T9kG  
    qJUK_6|3  
     ` sU/&  P  
    S>1Iky|  
    使用TEA进行性能评估 jWfa;&Ra  
    S|+o-[e8O  
     FaJ&GOM,  
     5l*&>C[(i  
    使用FMM进行性能评估 v/=}B(TDF  
    hY8reQp1  
     =odFmF  
    }RqK84K  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 $iz|\m  
    H$4:lH&(  
     lnR{jtWP  
    H<N,%G  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 "snw4if  
    1|wL\I  
     6!FQzFCZq  
     pyvSwD5t  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 cExS7~*  
    u;c?d!E  
     HHsmLo c4  
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    VirtualLab Fusion技术 ekCC5P!  
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