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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 7Z_iQ1  
    FBsw\P5w  
    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。 FceT'  
    ??PpHB J')  
    WyP1"e^ 9  
     , utFCZW  
    设计任务 $ }53f'QjW  
    yyc&'J  
    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 U' Cp3>  
    uvL|T48  
     (!s[~O6  
    v]v f(]""  
    光栅级次分析模块设置 "'Ik{wGc  
                           YQ/ *|  
    4)_ [)MZ\j  
    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。 U N/.T   
    aH_&=/-Tz  
    V.J%4&^X  
    W2RS G~|  
    P1<;:!8'  
    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。 /+u*9ZR&1  
    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。 @)B_e*6>'  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 sdLFBiR  
    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。 tyh%s"  
    y4') !e  
     ?4_;9MkN  
    衍射分束器表面 -nW-I\d%  
    l< Y x  
     n2E2V<#   
    \xt!b^d0  
    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。 {q^KlSjm  
    (\j<`"n  
    @azS)4L  
    Rd2[xk  
    08Q:1 '  
     a <3oyY'  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) J [1GP_  
    B?jF1F!9  
     QO8/?^d  
    &7 ,wdG  
     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。 &IcDUr]L  
     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，。 |l9AgwDg  
     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。 .+y#7-#6  
    I ?1E}bv  
     $hL0/T-m  
    0t) IW D  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 X_h+\ 7N>  
    L@/+u+j0  
     >,DR{A2hSB  
    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。 )YZ41K5N  
    2dC)%]aLme  
    L2 I/h`n"  
    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 '&"7(8E} *  
    og>f1NwS[  
    VAq:q8(K  
    设计与评估结果 dgO2fI  
    相位功能设计 nP}/#Wy  
    结构设计 !54%}x)3  
    TEA评价 sIy  LW  
    FMM评估 Hw Db &pP"  
    高度标度（公差）     ,yB-jk?  
    XLtuck  
    通用设置 <Sz9: hg-  
    WYq, i}S  
     (vY10W{  
    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。 _%t w#cM  
    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。     zIQ\ _>  
    s#4 "f  
    $lO\eQGxB  
    纯相位传输设计     b&LhydaJ  
    Va1|XQ<CL  
     "MyYu}AD  
    C}M0KDF  
    结构设计  "d A"N$  
    rIu>JyC"p  
     KVK@Snn   
    Q} / :  
    $hA[vi\5  
    更深的分析 5 bgx;z9  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 n |(Y?`(  
    •可以利用这一点来纠正零阶不期望的效率，从而改善均匀性。 _3)~{dQ+  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 A>X#[qx  
    towQoqv  
     >:Rc%ILym  
    `/0FXb 8h  
    使用TEA进行性能评估 -1fT2e  
    U2G\GU1 X  
     V;>p@uE,P  
     Z{%h6""  
    使用FMM进行性能评估 %R}}1  
    P,,@&* :  
     _v_ak4m>  
    XrYz[h*)!  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 /H}83 C  
    S]k<Ixvf  
     'GAjx{gM  
    2 &R-z G  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 XWK A0  
    <x,$ODso  
     Qp{{OjD  
     ujHqw Rh  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 ~]}7|VN.}  
    ptX;-'j(  
     `^RpT]S  
     iQ:]1H s  
    VirtualLab Fusion技术 =EFF2M`F  
    &g|-3)A  
     'r3I/qg*m  
    o ;.j_  
     
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