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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 p_P'2mf  
    hz\7Z+$L_  
    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。 xQaN\):^8  
    HK:?Y[ebs  
    #MOEY|6  
     5OKbW!  
    设计任务 EVRg/ {X  
    e7vPi QCc  
    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 Pfi '+I`s  
    \'E%ue_<9  
     BhdJ/C^  
    wCn W]<+  
    光栅级次分析模块设置 L6 hTz'  
                           Z4E:Z}~''  
    #Q$9Eq8"[  
    使用常规的分束器会话2编辑器，VirtualLabFusion提供了一个指导工具，允许用户一步一步地指定所有影响分束器设计的参数。 |*OS;FD5  
    ?L{[84GSO  
    Wl::tgU  
    1(rH5z'F  
    rf]]I#C7  
    1. 通过应用设计带中的结构设计，所得到的传输函数可以转换为结构轮廓。 >,32~C  
    2. 对于此转换，使用了薄元近似(TEA)。因此，所得到的结构与初始相位函数成正比。 ] hL 1qS  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 O1rnF3Be  
    4. 要在不同的模拟场景中使用这种结构，需要从组件内部获取实际的采样表面或指定的堆栈。 >RF[0s'-  
    H.wp{m{  
     hD # Yz<  
    衍射分束器表面 A[=)Zw "  
    .T4"+FTzP  
     jIAl7aoY  
    . (Q;EF`_U  
    为了进一步评估，使用了通用光栅光学设置，其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪，以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 h"]v+u`!SM  
    IqcPml{\  
    Uhb6{'+  
    vL\wA_z"<H  
    Aw9^}k}UfD  
     dl(cYP8L  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) 8$xg\l0?KK  
    &{/ `Q ,  
     jJ|u!a  
    MDl  
     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。 4+'yJ9~,B  
     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，。 "A,]y E  
     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。 `!>zYcmT  
    2O`uzT$  
     WLv( K_3Y  
    qRTxg%  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 mS&[<[x  
    o @~XX@5l  
     s)]i0+!  
    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。 ^HX={(ddK  
    ZTM zL%i  
    ) ?+-Z2BwA  
    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 9 )e`mO*n  
    +, p  
    Xr6lYO_R  
    设计与评估结果 (ZT*EFhb(  
    相位功能设计 4US8B=jk  
    结构设计 g@`14U/|  
    TEA评价 J0C<Qb[  
    FMM评估 \02j~r`o  
    高度标度（公差）     qs\ & C  
    bhnm<RZ  
    通用设置 eLL> ThMyW  
    Y%anR|  
    Lk4&&5q  
    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。 I8 8y9sW  
    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。     7.hVbjy'-  
    ipw_AC~  
    Kg~<h B6  
    纯相位传输设计     <@A/`3_O)  
    Y^2`)':  
     h" P4  
    >O9j},X  
    结构设计 5R{ {FD`h  
    [j 'Ogm7"  
     `(_cR@\  
    %+Z 0 $Q  
    ~Rs|W;  
    更深的分析 Olj]A]v}  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 InH R> ,  
    •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。 <{[AG3/Zj4  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 G"5Nj3v d  
    9RE{,mos2v  
     $P866F  
    ?" {+m  
    使用TEA进行性能评估 UacN'Rat  
    HsR#dp+s~  
     prlB9,3|C  
     5y(irbk7  
    使用FMM进行性能评估 Q= + Frsk  
    xv$^%(Ujp  
     `]LaX&u  
    e&OMW ,7  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 V~Tjz%<  
    "f!*%SR: 1  
     |Mo# +{~c  
    p? iJ'K  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 $\81WsL '  
    .x(&-  
     cQ6[o"j.  
     {;n?c$r  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 7@fd[  
    ,RCjfX a  
     }h +a8@  
     nKu`Ta*fX  
    VirtualLab Fusion技术 R>/M>*C  
    7KRc^ *pZs  
     pr;<n\Y{  
    D'fP2?3FK  
     
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