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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 {4p7r7n'  
    -(}N-yu  
    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。 d)XT> &  
    ^r]-v++  
    irjHPuhcG  
     e U-A_5  
    设计任务 T:CWxusL  
    ?9 `T_,  
    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 Yx ;j  
    |Xv\3r  
     `fVzY"Qv k  
    Z vyF"4QN  
    光栅级次分析模块设置 HJ!)&xT  
                           I9U 8@e!X  
    dPgA~~  
    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。 Vt9o8naz  
    +OB&PE  
    L9whgXD  
    >Wpdq(o  
    :b#5 cMUe  
    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。 K:pG<oV|}  
    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。 6skd>v UU  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 !yV)EJ:$  
    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。 g)MLgjj  
    /`O'eH  
     j{zVVT  
    衍射分束器表面 ^4saB+qm  
    I&x69  
     kYd=DY  
    x_H"<-By  
    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。 xlW>3'uHfa  
    FOcDBCrOe  
    , -Lv3  
    i l%9j  
    $,T3vX]<  
     V<REcII.  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) z]O>`50Q  
    QkO4Td<  
     OQT i$2  
    2L1Azx  
     一般光栅组件提供了薄元近似(TEA)和傅里叶模态方法(FMM)作为解决模型给定的光栅。 <R#:K7> O  
     薄元近似通常产生更快的结果，当结构小于波长的5倍,可能有精度问题，。 "M]`>eixL  
     傅里叶模态方法允许一个严格的模拟，但需要更高的数值计算。 "xD5>(|^+Q  
    U(:t$SBKy  
     #- d-zV*  
    'FN3r  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 +Pn`AV1  
    `"bp -/  
     yhyh\.  
    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。 y"nC T3  
    ]6HnK%  
    .>( qZEF  
    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 Ob -k`@_|  
    UAdj [m61  
    sF#t{x/sW  
    设计与评估结果 h3A|nd>\  
    相位功能设计 ]g9n#$|.  
    结构设计 tLx8}@X"  
    TEA评价 'zTa]y]a  
    FMM评估 z.kBQ{P  
    高度标度（公差）     E __A1j*gd  
    ^EKf_w-v  
    通用设置 S'v UxOAo  
    3-2?mV>5  
    d _koF-7  
    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。 faI4`.i  
    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。     N;e*eMFE  
    sk`RaDq@;  
    9}Zi_xK&|e  
    纯相位传输设计     N" oJ3-~  
    oRCD8b?  
     HC ?XNR&  
    cK+)MFOu+  
    结构设计 QgX[?2  
    {{_,YO^w  
     <i1P~  
    <8/lHQ^\)  
    YyR~pT#ffT  
    更深的分析 aw/5#(1R  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 J)Td'iT(  
    •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。 [p_C?hHO  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 3836Di:{  
    aA.TlG@zP  
     SYTzJK@vZJ  
    L"!BN/i_  
    使用TEA进行性能评估 D$c4's `5  
    "A9 c]  
     .c.#V:XZ#U  
     x; *KRO  
    使用FMM进行性能评估 _u`W$EG L  
    PK* $  
     D<cHa |  
    I^6zUVH  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 Bhrp"l +|  
    K<+h/Ok  
     .oo>NS  
    ) 4'@=q  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 JEes'H}Y  
    oMi"X"C:q  
     89)rss  
     C zvi':  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 "GofQ5,|  
    -.E<~(fad  
     $Mp#tH28  
     ^T|~L<A3  
    VirtualLab Fusion技术 qcfLA~y  
    Io&F0~Z;;(  
     r 6STc,%5  
    <[7.+{qfW  
     
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