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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
    0
    只看楼主 正序阅读 楼主  发表于: 2023-08-09
    摘要 fh0a "#L{  
    *CHLs^)   
    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。 l .8@F  
    d]JiJgfa%  
    KaJCfu yp  
     JmJ8s hq  
    设计任务 =Fq"lq %  
    zj ;'0Zu  
    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 TG\3T%gH/s  
    |U*wMYC  
     : Gp,d*M  
    }u=-Y'!#]  
    光栅级次分析模块设置 ,k*g `OTW  
                           ""GeO%J8  
    ,)u\G(N  
    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。 mHqw,28}  
    oUMY?[Wp  
    >tfy\PY:  
    X>C l{.  
    N`FgjnQ`  
    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。 wI!>IV(5  
    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。 |IbCN  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 K&zp2V  
    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。 k_p4 f%9  
    UenB4  
     (Kl96G<Wej  
    衍射分束器表面 S&y(A0M  
    H pHXt78  
     YQb43Sh`  
    @Sxb}XI!f  
    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。 fVlTsc|e  
    I:4m]q b  
    5&WYL  
    d4Y8q1  
    Mqu>#lL  
     KLpe!8tAe  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) 1wX0x.4d  
    bLrC_  
     (Sr D  
    0{0|M8  
     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。 ?lg  
     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，。 b5kw*h+/'h  
     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。 ai7*</ls  
    ZT>?[`Vgc  
     v7?sXW  
    2!Ip!IQ:  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 g4(vgWOW`  
    \ W3\P=  
     y8=(k}=3  
    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。 Q;]g9T[)  
    ^oNk}:>  
    =D<{uovQB  
    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 8`e75%f:2  
    Q{hXP*5  
    Z x9oj  
    设计与评估结果 L0\97AF  
    相位功能设计 %#!pAUP\&  
    结构设计 #/u%sX`#y  
    TEA评价 g`6_Ao8  
    FMM评估 3l?D%E]P  
    高度标度（公差）     }}AooziH9  
    q8U*  
    通用设置 =.q Zgcg  
    m&EJ @,H  
    E;[ANy4L  
    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。 W2CCLq1(  
    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。     jfxW9][   
    dgb#PxOMH  
    !+qy~h  
    纯相位传输设计     h,:8TMJRRN  
    1 J3h_z6/  
     p~ `f.q$'  
    DOi\DJV!  
    结构设计 ich\`j[i  
    ?nWK s  
     (E'f'g  
    < I}O_:%  
    !!NVx\a  
    更深的分析 f0S&_gt  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 EeW%5/;  
    •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。 EZ+_*_9  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。  yQkj4v{  
    2yYq/J  
     &"^,Ubfcn"  
    =c{ / Z  
    使用TEA进行性能评估 }R.<\  
    -"u9s[L{  
     \}O'?)(1  
     j5lSu~  
    使用FMM进行性能评估 /ESmQc:DWB  
    ~~h@(2/Q>x  
     =d#3& R]p  
    O2[uN@nY  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 Rk#@{_  
    (+' *_   
     [[{y?-U  
    K1S)S8.EZ8  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 uj@rv&  
    ^rd]qii"  
     1:I47/  
     YG<7Zv  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 92}UP=RW!  
    L_Q1:nL-0  
     f_}FYeg  
     YN Lc )  
    VirtualLab Fusion技术 wIi_d6?  
    -3 }  
     chE~UQ  
    Og8:  
     
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