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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 ohUdGO[/  
    H`~;|6}]n  
    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。 C|MQ $~5:w  
    hoa7   
    eG5Y+iL-V  
     &-%>q B|*  
    设计任务 -KH)J  
    Mp~y0e  
    使用近轴近似的衍射1：7×7分束器的初步设计通过严格分析，进一步优化零阶均匀性和影响 8) N@qUV  
    .`jo/,?+O  
     Q_]d5pl  
    cvnB!$eji  
    光栅级次分析模块设置 O*[{z)M.  
                           F/p,j0S  
    /kgeV4]zR  
    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。 7FLXx?nLY  
    y}FZD?"  
    u:&o}[  
    LCs__.  
    {Z> M  
    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。 ^Dg <Ki  
    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。 K{@3\5<  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 u7fK1 ^O  
    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。 W3r?7!~  
    OtJ\T/q,  
     nOb?-rR  
    衍射分束器表面 20b<68h$:  
    &gtG~mp<L  
     L[g0&b%%-  
    8'Z:ydj^,  
    为了进一步评估，使用了通用光栅光学设置，其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪，以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 W#'c 5:m 4  
    %ft &Q  
    YAVy9$N-  
    0p(L'  
    (Glr\q]jF\  
     ujFzJdp3k  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) >(r{7Qg  
    /ASaB  
     *T`-|H*6@  
    S?ujRp  
     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。 ~YP Jez  
     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，。 <IJu7t>  
     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。 uR;gVO+QC  
    UlcH%pxTt1  
     6"/WZmOp  
    fX~'Zk\u  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 @%/]Q<<q  
    ~]HN9R^&  
     yWDTjY/  
    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。 6at1bQ$  
    ^EELaG  
    '3 33Ctxy  
    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  =<}<Ny  
    Fmyj*)J[Z  
    A#8q2n270*  
    设计与评估结果 "_|oWn  
    相位功能设计 2P#=a?~[  
    结构设计 /E;y,o75  
    TEA评价 h!rM^  
    FMM评估 QaIjLc~W  
    高度标度（公差）     /ID3s`D)  
    uhyj5u)  
    通用设置 7hP<f}xL  
    x5}'7,A  
    1MlUG5  
    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。 &;yH@@Z  
    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。     1CU>L[W)  
    {n#k,b&9B  
    o+w;PP)+=  
    纯相位传输设计     M<O{O}t<  
    /1N6X.Zb  
     x8Loyt_C  
    M_v?9L  
    结构设计 +gd4\ZG  
    {]_uMg#!  
     @ "a6fn  
    T>TWU:  
    PZxAH9 S?  
    更深的分析 >r`b_K  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 m!<i0thJ  
    •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。 5oEV-6  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 4iA Z+l5&  
    &Z(K6U#.  
     qm/Q65>E  
    ZkL8e  
    使用TEA进行性能评估 $mf u:tbP  
    OsBo+fwT  
     Jk@]tAwoM  
     [Wd-Zn%  
    使用FMM进行性能评估 ;!:U((wv  
    fjvN$NgVs  
     valtev0<  
    'z76 Sa  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 x{D yTtX<  
    =q N2Xg/  
     zp\8_U @  
    S$KFf=0  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 8!.ojdyn  
    !.2<| 24  
     720P jQ  
     C{TA.\   
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 J>fQNW!{  
    ?X@fKAj  
     n>@oBG)!  
     }Zl&]e  
    VirtualLab Fusion技术 dJ$"l|$$  
    )`^p%k  
     *JggU  
    f0Bto/,>~  
     
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