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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 Na\WZSu'"  
    LjH*rjS4  
    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。 " sgjWo6  
    2PR^:h2  
    ,o7hk{fR*  
     w?,M}=vg  
    设计任务 Ol')7d&  
    \bx~*FaX  
    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 kpI{KISQu  
    tdF9NFMD  
     4\&  
    *E~VKx1  
    光栅级次分析模块设置 o|j*t7  
                           zj|/ CxV  
    '>v^6i S  
    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。 yt+}K)Hz  
    4"vaMa  
    %G@5!|J  
    }N*>QR5K  
    '?Jxt:<  
    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。 TFepxF  
    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。 lZQ /W:OE  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 `PL[lP-<  
    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。 3?E&}J<n  
    [Lp,Hqi5  
     . /p|?pu  
    衍射分束器表面 /"ymZI!k\  
    dxj*Q "K  
     0q9>6?=i  
    'lS `s(  
    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。 <g9"Cr`  
    9Z6C8J v  
    3qQUpm+  
    .]|Zf!>}s  
    7rHS^8'H&  
     V5D`eX9  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) &)pK%SAM  
    wG8Wez%  
     *wV[TKaN  
    L "<B;u5pM  
     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。 r Db>&s3  
     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，。 E:nt)Ef,  
     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。 ;:m&#YJV  
    4 UAvw  
     9B)(>~q  
    A.Bk/N1G  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 &gc `<kLu  
    +@VYs*&&  
     +[m8c){  
    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。 h<+ |x7u  
    CDp8)=WJFF  
    _N3}gFh>  
    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 k*-NsNPw$  
    d \>2  
    :Y)to/h  
    设计与评估结果 Xev54!619  
    相位功能设计 r-w2\2  
    结构设计 v.W{x?5  
    TEA评价 ["3df>!f  
    FMM评估 ad!(z[F'Y  
    高度标度（公差）     w5]l1}rl  
    NE"jh_m-  
    通用设置 oj}"H>tTp  
    wUi(3g|A  
    GLKO]y  
    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。 AV@\ +0  
    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。     30FykNh  
    {aN(d3c  
    7SI)1_%G  
    纯相位传输设计     +zWrLf_Rc  
    ]2+g&ox4'  
     Su8'$CFz$.  
    -O&"|   
    结构设计 ~hURs;Sb  
    v5T9Y-{`  
     )u@t.)ChAV  
    <?$kI>Ot  
    F ,G,b  
    更深的分析 rbk<z\pc  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 ^{[`=P'/  
    •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。 lVeH+"M?  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。  SNvb1&  
    QJ];L7Hbo  
     J(d2:V{h  
    ,VD6s !(  
    使用TEA进行性能评估 A|<;  
    W._G0b4}  
     da*9(!OV  
     '7nJb6V,0l  
    使用FMM进行性能评估 FU@uH U5fd  
    (Cj,\r  
     a'[)9:  
    L? ;/cO^  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 R @r{  
    ?^3B3qqh9  
     "2h5m4  
    *d l"wH&  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 J>v$2?w`w  
    ;]h.m)~|  
     `F,zenk=  
     i X/tt  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 3c 28!3p  
    R^9"N?Q7;`  
     6H;kJHn  
     T|f_~#?eV  
    VirtualLab Fusion技术 tL8't]M,  
    o5#,\Y[ g  
     >5i?JUZ  
    }W "(c YN_  
     
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