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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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    在线infotek
    科学家
     
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    光币
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    光券
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    只看楼主 正序阅读 楼主  发表于: 2023-08-09
    摘要 [97KBoSU  
    OdQT2PA_  
    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。 J0 k  
    7R3fqU.Rq  
    ]l@ qra  
     b1gaj"]  
    设计任务 Z<#hS=eY  
    >Jw6l0z  
    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 T"p(]@Ng  
    [L6w1b,  
     o7TN,([W  
    WEa2E?*  
    光栅级次分析模块设置 @v}B6j b;  
                           k-E{d04-2  
    "c(Sysl.L  
    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。 =(EI~N  
    tM,%^){p$  
    4"@GNk~e  
    ?f*Q>3S)  
    R#n%cXc|  
    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。 dl5=q\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。 R8-^RvG  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 uNHdpni  
    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。 sBK <zR  
    ^ *&X~8@)  
     T"T;`y@(  
    衍射分束器表面 iB1i/l  
    A])P1c. 7"  
     ?\/qeGW6G  
    0@5E|<A  
    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。 Bi~:>X\[^6  
    8ZcU[8r  
    {kLGWbo|Q  
    mmEp'E  
    *U=]@I}J  
     pilh@#_h  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) =s}Xy_+:  
    sM\lO  
     "BVdPSDBk  
    SQWafD  
     一般光栅组件提供了薄元近似(TEA)和傅里叶模态方法(FMM)作为解决模型给定的光栅。 #FYAV%pi  
     薄元近似通常产生更快的结果，当结构小于波长的5倍,可能有精度问题，。 ?$z.K>S5  
     傅里叶模态方法允许一个严格的模拟，但需要更高的数值计算。 Nt:8ogk/  
    /%n`V  
     "PH6e bm  
    ~%ozgzr^  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 ~vgA7E/XV  
    !umEyd@ "  
     0_yP\m  
    光栅级次分析仪提供了所有衍射阶的效率的概述，作为许多可能的输出。 PfG`C5 d  
    }:z5t,u6  
    6<Hu8$G|  
    使用可编程光栅分析仪，用户可以指定应计算的值。例如:总效率、均匀性误差、0阶效率 ?@R")$  
    u-DK_^v4M  
    HFo-4"  
    设计与评估结果 LS.r%:$mb  
    相位功能设计 -Dzsa  
    结构设计 99OD= pxQ  
    TEA评价 0{^H]Y  
    FMM评估 VY+>=!  
    高度标度（公差）     #\4 b:dv  
    jU=<r  
    通用设置 $R^AEa7  
    LH]CUfUrUE  
    X1A<$Am1  
    提供多次运行文档，允许用户执行任意数量的设计，并提供根据特定标准筛选结果的选项。 jN/C'\Q L  
    通过这种方法获得了以下三个结果：我们将对其进行进一步评估。     znZ7*S >6\  
    y/_wx(2  
    S{p}ux[}=  
    纯相位传输设计     O.k \]'  
    !0 Q8iW:  
     o*ANi;1]&B  
    %85Icg  
    结构设计 dEp/dd~(&  
    $zkH|] zZ  
     u/AT-e r;  
    ^uaFg`S  
    m-1?\bs  
    更深的分析 <%bw/  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 QLb MPS  
    •可以利用这一点来纠正零阶不期望的效率，从而改善均匀性。 lr('k`KOQ  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 xRDiRj  
    `1p 8C%  
     FWPW/oC  
    <>4!XPo%J  
    使用TEA进行性能评估 0^_MN~s(X  
    ,EhVSrh)_4  
     @R:#"  
     +lp{#1q0  
    使用FMM进行性能评估 73DlRt *  
    V,QwN&  
     \~"#ld(x7  
    U6WG?$x  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 ]b[,LwB\`~  
    ?ow'^X-  
     N&;\PfG  
    3-Y=EH_0  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 &?a.mh/8[[  
    0B3 Q Vbp'  
     o+)A'S  
     wz@FrRP=  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 fuSq ={]  
    (5Ky6b9v  
     mC(u2  
     ~Q!~eTw  
    VirtualLab Fusion技术 %yw=[]Vjze  
    ;?im(9h"v!  
     rycJyiw<-  
    4%bTj,H#  
     
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