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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 8xB-cE  
    !R@LC  
    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。 *duG/?>P  
    CE3l_[c  
    8C{&i5kj\E  
     Hf('BagBL  
    设计任务 hJM& rM7  
    5az%yS  
    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 q=t!COS  
    kQ>2W5o-d-  
     v_zt$bf{Y  
    eJoM4v  
    光栅级次分析模块设置 `ArUoYb B  
                           ^/#+0/Bn  
    PMP{|yEx"  
    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。 ;^/ruf[t  
    $U[d#:]  
    UC+Qn  
    ; $rQ  
    ?J2{6,}O*.  
    1. 通过应用设计带中的结构设计，所得到的传输函数可以转换为结构轮廓。 GQt5GOt  
    2. 对于此转换，使用了薄元近似(TEA)。因此，所得到的结构与初始相位函数成正比。 Onx6Fy]L  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 Vq3NjN!+5  
    4. 要在不同的模拟场景中使用这种结构，需要从组件内部获取实际的采样表面或指定的堆栈。 |!(8c>]Bo  
    2BC!,e$Z  
     =>'8<"M5z  
    衍射分束器表面 Z8=?Hu  
    C@Wzg  
     v:SHaUS  
    PzPNvV/o  
    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。 k^oSG1F  
    .OJG o<#$f  
    ]-t )wGr  
    uUfw"*D  
    <~m qb=qA$  
     %R$)bGT  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) 5x@ U<  
    <lB2Nv-,  
     "\*)KH`C  
    }4>u_)nt  
     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。 )?[2Y%P  
     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，。 $+PioSq  
     傅里叶模态方法允许一个严格的模拟，但需要更高的数值计算。 x[t?hl=:  
    '`upSJ;e  
     vGyQ306  
    XI`_PQco  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 mywx V  
    cP tDIc,  
     c&T5C, ]  
    光栅级次分析仪提供了所有衍射阶的效率的概述，作为许多可能的输出。 ;,-)Z|W  
    u8 k^\Do  
    6teu_FS  
    使用可编程光栅分析仪，用户可以指定应计算的值。例如:总效率、均匀性误差、0阶效率 d*+}_EV)Y3  
    N d>zq  
    Sp[9vlo8  
    设计与评估结果 N,w6  
    相位功能设计 >*!T`P}p  
    结构设计 :(enaHn#~  
    TEA评价 AkW,Fp1e  
    FMM评估 Y<;C>Rs  
    高度标度（公差）     8TYh&n=r  
    @16y%]Q-E#  
    通用设置 `x=kb;  
    ub 2'|CYw  
    wSjy31  
    提供多次运行文档，允许用户执行任意数量的设计，并提供根据特定标准筛选结果的选项。 fyUW;dj  
    通过这种方法获得了以下三个结果：我们将对其进行进一步评估。     Yy 4Was#  
    nxN("$'cq  
    f]1 $`  
    纯相位传输设计     T2-x1Sw_  
    ?bd!JW bg`  
     IO #)r[JZ  
    "Io-%S u+  
    结构设计 C|}yE ;*a  
    e~QLzZ3  
     TJ>YJ D  
    W=2.0QmW  
    G%gdI3h1Z  
    更深的分析 H?opG<R=ek  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 ' Sd&I:?  
    •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。 RGV{KL  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 VII`qbxT  
    *QW.#y>"j  
     >ptI!\i}  
    ,S(_YS^m  
    使用TEA进行性能评估 :%Z)u:~':  
    .WOF:Nu4  
     ;2 o{ 6  
     $.DD^ "9  
    使用FMM进行性能评估 f`8fNt  
    dd=5`Bo9Yh  
     BvlY\^  
    i_6wD  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 ;Xidv9c  
    HH!SqkwT  
     5NSXSR9c  
    P)TeF1~T  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 5}N O~Xd<  
    \l6mX In=>  
     @Ng q+uXm  
     UIQ=b;J9  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 u@wQ )^  
    jaThS!>v  
     k!@/|]3z  
     jP @t!=  
    VirtualLab Fusion技术 :?%_JM5U  
    1?+)T%"  
     RmN\;G?}  
    Q6Zh%\+h(  
     
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