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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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    光券
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2023-08-09
    摘要 s8eFEi  
    K^w(WE;db  
    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。 FhS:.  
    [,$] %|6wt  
    gHA"O@HgDI  
     h_Q9 c  
    设计任务 (|"K sGl  
    hb zU?_}  
    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 GuNzrKDr  
    \h?C G_|]  
     g!cTG-bh>J  
    @'s^  
    光栅级次分析模块设置 t%V!SvT8+  
                           $_% a=0  
    eDgRYa9\  
    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。 HTvA]-AuM  
    Tf<1Z{9  
    tLJ"] D1w  
    `(.K|l}  
    $9j\sZj&  
    1. 通过应用设计带中的结构设计，所得到的传输函数可以转换为结构轮廓。 x{j|Tf3,G  
    2. 对于此转换，使用了薄元近似(TEA)。因此，所得到的结构与初始相位函数成正比。 Kbrb;r59  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 9v8{JaI3  
    4. 要在不同的模拟场景中使用这种结构，需要从组件内部获取实际的采样表面或指定的堆栈。 xP "7B9B  
    IXe[JL:  
     g,r'].Jg  
    衍射分束器表面 5ZSV)$t  
    SBg BZm}%  
     6 `+dP"@  
    :4;ZO~eq!  
    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。 oMM`7wJw  
    nM>oG'm[n  
    OV_Y`u7YR  
    n GZZCsf <  
    yL7D;<!S&  
     |^[]Oy=  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) mADq_` j  
    4 >at# Zc  
     J 6D?$  
    b*\K 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。 Lo5itW  
     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，。 '%vb&a!.6  
     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.l{<H  
    c,:xm=&  
     ?| s1Cuc  
    hOx'uO`x(  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 Gt3V}"B3\  
    4p\<b8(9>  
     *$1M= $  
    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。 ) wtVFG  
    7Ps I'1v  
    wt0^R<28  
    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 y0k*iS e  
    ^1sX22k  
    L}T:Y).  
    设计与评估结果 1JM EniB+9  
    相位功能设计 ;P3sDN  
    结构设计 x DD3Y{ K  
    TEA评价 a ;WRTV  
    FMM评估 }OZp[V  
    高度标度（公差）     -!f)P=S  
    FAkjFgUJp  
    通用设置 >RZ]t[)y  
    =Yg36J4[  
    WvQK$}Ax4N  
    提供多次运行文档，允许用户执行任意数量的设计，并提供根据特定标准筛选结果的选项。 (LbAP9Zj#f  
    通过这种方法获得了以下三个结果：我们将对其进行进一步评估。     :L*"OT7(6  
    KHV5V3q4  
    #; CC"  
    纯相位传输设计     'Alt+O_  
    #Mkwd5S|L  
     MB06=N  
    1D%3|_id^  
    结构设计 |\;oFuCv##  
    pLjet~2}iJ  
     2#:/C:  
    WDQtj$e+  
    m7}PJ^*b  
    更深的分析 KE!aa&g  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 "Ah (EZAR  
    •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。 ARvT  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 +aR.t@D+"Y  
    o!!";q%DX  
     3C'`K ,  
    (7/fsfsF  
    使用TEA进行性能评估 VOr*YB&  
    uTTM%-DMHT  
     ^K*uP^B=  
     {5w'.Z]0v  
    使用FMM进行性能评估 zea=vx>`  
    C%_^0#8-0  
     RP 'VEJ   
    3 r4QB  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 hiO:VA  
    aV"K%#N  
     NsDJ q{  
    hp=TWt~  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 9 f$S4O5  
    $.{CA-~%[  
      t9T3e  
     ;Yo9e~  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 5y-8_)y8o  
    banie{ e  
     \)Jv4U\;  
     =Lx*TbsFYt  
    VirtualLab Fusion技术 E)z[@Np  
    Pl^-]~  
     / !J1}S  
    N5 ITb0Tv  
     
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