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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 _|]x2xb)  
    G j1_!.T  
    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。 $"&JWT!#  
    !c-*O<Y  
    *kVV+H<X|b  
     AEuG v}#  
    设计任务 q =Il|Nb>  
    dd["dBIZ '  
    使用近轴近似的衍射1：7×7分束器的初步设计通过严格分析，进一步优化零阶均匀性和影响 ^&)|sP  
    I|J/F}@p  
     OH"XrCX7n  
    {U1m.30n  
    光栅级次分析模块设置 w:l"\Tm  
                           vj*%Q(E6Pt  
    ,P Z ge  
    使用常规的分束器会话2编辑器，VirtualLabFusion提供了一个指导工具，允许用户一步一步地指定所有影响分束器设计的参数。 yBRC*0+Vy  
    rbQR,Nf2x  
    bi:8(Q$w:`  
    0ksa  
    5?L<N:;J_  
    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。 d"NLE'R  
    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。 T Ge_G_'o  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 Z= !*e~j@  
    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。 2[CdZ(k]5  
    '2O\_Uz  
     [:V$y1  
    衍射分束器表面 Ve=b16H  
    1U\z5$V  
     2-b6gc7  
    v LZoa-w:  
    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。 <t,x RBk  
    XUw/2"D'?  
    FC*[*  
    Z6pUZ[j,  
    fzA9'i`  
     m4g$N)  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) i  LAscb  
    4X$Qu6#i  
     05k0n E  
    N&pCx&  
     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。 g*"P:n71  
     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，。 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。 ;GI&lpKK  
    @A 5?3(e  
     R$Q.sE  
    )ANmIwmC#  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 gO^gxJ'0t  
    @K]|K]cby  
     `@ FYkH  
    光栅级次分析仪提供了所有衍射阶的效率的概述，作为许多可能的输出。 "vslZ`RU  
    : c[L3rJl  
    U?=Dg1  
    使用可编程光栅分析仪，用户可以指定应计算的值。例如:总效率、均匀性误差、0阶效率 rD>f|kA?L  
    hzRYec(  
    7= DdrG<  
    设计与评估结果 `g})|Gx  
    相位功能设计 :hV7> rr  
    结构设计 5D l/aHb  
    TEA评价 ;'Nd~:-]  
    FMM评估 3&/Ixm:  
    高度标度（公差）     ``Un&-Ms  
    LD g?'y;2  
    通用设置 h*Pc=/p  
    [sb[Z:  
    [h:T*(R?  
    提供多次运行文档，允许用户执行任意数量的设计，并提供根据特定标准筛选结果的选项。 p^u:&Quac  
    通过这种方法获得了以下三个结果：我们将对其进行进一步评估。     AvHCO8h|  
    !L8#@BjU  
    AFfAtu  
    纯相位传输设计     5BJmA2L  
    i@ BtM9:  
     p6WX9\qS(  
    Ydy9  
    结构设计 Q dp)cT  
    *|E[L^  
     t.'!`5G  
    2T TdH)  
    rc>6.sM %  
    更深的分析  JSg$wi8  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 i2^>vYCsl  
    •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。 pU7lnS[  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 Yir [!{  
    W8!Qv8rf  
     Lu0x (/  
    eNu7~3k}  
    使用TEA进行性能评估 ^<-+@v*  
    7`hP?a=  
     ,i@:5X/t  
     f f1c/c/  
    使用FMM进行性能评估 -7(@1@1  
    ~F?u)~QZ #  
     O<;3M'y\  
    9RI-Lq`  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 o7LuKRl   
    d&s9t;@=  
     c\V7i#u[d;  
    uc"P3,M  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 'oC) NpnH  
    wIBO ^w\J  
     {& T_sw@[  
     U~l$\ c  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 [R7Y}k:9U  
    r{%qf;  
     .%C|+#&d  
     xpx\=iAe  
    VirtualLab Fusion技术 }I6vqG  
    }XM(:|8J,  
     q\527^ZM  
    }<y7bqA  
     
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