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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 %p&y/^=0I  
    0bIgOLP  
    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。 /s=veiH  
    ###>0(n  
    2\T\p<_20  
     Z`ww[Tbv~  
    设计任务 [9NrPm3d  
    )Z['=+s%  
    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 BIe:7cR%  
    a1_o  
     :rjfAe=s  
    yq^Ma  
    光栅级次分析模块设置 H3ovF  
                           +"k?G  
    >V]9<*c  
    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。 1Ax;|.KQH  
    $7i[7S4  
    /m 7~-~$V  
    be5N{lPT@;  
    @' ;.$  
    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。 ~#}T|  
    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。 {B6ywTK\ `  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 @>V;guJC%  
    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。 y=EVpd  
    F*>#Xr~/  
     9tVV?Q@)  
    衍射分束器表面 lmL$0{Yr  
    ]6Awd A  
     Zzz94`  
    [+ xsX*+  
    为了进一步评估，使用了通用光栅光学设置，其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪，以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 lCl5#L9  
    4neO$^i8J  
    MxKTKBxQ  
    10OkrNQ  
    *kYGXT,f]  
     J.M&Vj:  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) DrC"M*$!  
    t4/ye>P &  
     mw;4/ /R  
    T&b_*)=S  
     一般光栅组件提供了薄元近似(TEA)和傅里叶模态方法(FMM)作为解决模型给定的光栅。 K :~tZ  
     薄元近似通常产生更快的结果，当结构小于波长的5倍,可能有精度问题，。 =adHP|S  
     傅里叶模态方法允许一个严格的模拟，但需要更高的数值计算。 ftl?x'P%  
    yO!M$aOn/  
     W g6H~x  
    :2,NKdD  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 B.~] 7H5"(  
    |g!d[ct]  
     L G5_\sY!  
    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。 h& }iH  
    TO"Md["GI  
    kV4Oq.E  
    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 ~T-uk  
    hwJ>IQ1  
    Gsb^gd  
    设计与评估结果 9:-7.^`P  
    相位功能设计 @|Yn~PwKs  
    结构设计 vlE]RB  
    TEA评价 f% )9!qeW  
    FMM评估 *pv<ZF0>  
    高度标度（公差）     A1,q 3<<D%  
    DZnqCu"J  
    通用设置 oZ d3H  
    LCtVM70  
    HK~SD:d  
    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。 #vga qe9  
    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。     yGAFQ|+  
    PM#3N2?|E  
    kROIVO1|`  
    纯相位传输设计     (tg9"C  
    Dd pcov  
     F@f4-NR>  
    6kdbbGO-  
    结构设计 {tY1$}R  
    Dm5 Uy^F}  
     $8%"bR;Hu  
    8B?U\cfa^  
    >Bf3X&uS  
    更深的分析 -bHlFNRm  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 c3g`k"3*`  
    •可以利用这一点来纠正零阶不期望的效率，从而改善均匀性。 dgoAaS2M  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 t(uvc{K *  
    *URT-+'  
     Z/ jmi  
    QRf>lZP  
    使用TEA进行性能评估 L6{gwoZf3  
    1(IZ,*i  
     7_76X)gIV  
     /YHO"4Z  
    使用FMM进行性能评估 pa+'0Y]71  
    _Tor9Tj  
     6Jb0MX"AVr  
    ka\{?:r,8  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 N\g=9o|Q  
    rD SYR\cg  
     T[k$[  
    \?T9 v  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 FrXP"U}Y  
    ,mp<<%{u  
     iKJqMES  
     ~at@3j}W  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 gI;"PkN  
    g}D)MlXRq  
     8lYA6A  
     P{6$".kIY  
    VirtualLab Fusion技术 9>S)*lU&s  
    K xX[8  
     goIv m:?  
    HC6U_d1-6  
     
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