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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 正序阅读 楼主  发表于: 2023-08-09
    摘要 Z!Z{Gm3  
    Q[aF"5h%  
    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!#B*[|  
    ^i2>Ax&T  
    Qds:*]vGS  
     K" |~D0Qgo  
    设计任务 C[hNngb7R  
    8a]g>g  
    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 |(TEG.<g  
    wq,&0P-v  
      LAM{ ,?~  
    @o*~\E<T  
    光栅级次分析模块设置 N 3O!8A_  
                           t#8QyN  
    $aB`A$'hK  
    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。 Q4*{+$A  
    %Tu(>vnuj  
    Y:#B0FD,gC  
    2L[!~h2  
    Y2tBFeWY  
    1. 通过应用设计带中的结构设计，所得到的传输函数可以转换为结构轮廓。 p:$kX9mT&  
    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。 #8 ^b]  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 <gGO  
    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。 w1(5,~OB  
    2TQZu3$c  
     iPY)Ew`Im  
    衍射分束器表面 Q9h=1G\K  
    Csp$_uDi  
     | oM`  
    ZZwIB3sNhf  
    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。 :f%kk atO  
    <HTz  
    ntB#2S  
    aIQC[ry  
    !>ZBb\EyK  
     ?azLaAG  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) ~Ym*QSD  
    {Y=k`t,  
     0-aaLC~Z>  
    :?= 1aiS  
     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。 ahZ@4v  
     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，。 ]N0B.e~D  
     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。 }.U(Gxu$  
    n9 FA` e  
     ^_ V0irv  
    ;;rx)|\<R  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 {~R?f$}""j  
    C`3 XOth  
     J#4pA{01w  
    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。 \fSruhD  
    $!!y v'K  
    {iq^CHAVK  
    使用可编程光栅分析仪，用户可以指定应计算的值。例如:总效率、均匀性误差、0阶效率 <0hVDk~  
    '/Vm[L$d  
    nRw.82eK.  
    设计与评估结果 8'zfq ]g  
    相位功能设计 Oml3=TV  
    结构设计 nGK=Nf.5  
    TEA评价 x*tCm8`{  
    FMM评估 W>Pcj EI  
    高度标度（公差）     F3$8l[O_  
    p`Tl)[*  
    通用设置 5 ';[|f  
    xO %yjG=  
    <nV3`L&]  
    提供多次运行文档，允许用户执行任意数量的设计，并提供根据特定标准筛选结果的选项。 tQyQ+1  
    通过这种方法获得了以下三个结果：我们将对其进行进一步评估。     |F'eT 4  
    RtxAIMzh?  
    Dp#27Yzc  
    纯相位传输设计     %iYro8g!,  
    !Q%r4Nr  
     CN-4FI)1D9  
    ;[g~h |{6  
    结构设计 &`>dY /Y  
    ,If"4C!w  
     v$q\3#5|'  
    <; Td8O89_  
    x 0vW9*&  
    更深的分析 {- MhhRa5  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 ,m7Z w_.  
    •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。 $(OL#>9Ly  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 (5y*Btd=  
    c$u#U~~  
     FcOrA3tt  
    673G6Nk  
    使用TEA进行性能评估 UN^M.lqZX  
    +:c}LCI9<  
     @Y(7n/*  
     ]^a{?2 ei  
    使用FMM进行性能评估 n4"xVDL  
    G&M)n*o  
     *>o@EUArN  
    z|S4\Ae  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 chE}`I?  
    K #JO#  
     v"J|Ebx  
    3rX8H`R  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 RzLeR%O  
    A v/y  
     xFp9H'j{  
      M[R'  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 WS@8Z0@RD  
    y>g`R^^  
     g J$m'kC;  
     Ye  >+  
    VirtualLab Fusion技术 J+hifO  
    (1Jc-`  
     [ID#P Ule  
    8Y;>3z th7  
     
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