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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 倒序阅读 楼主  发表于: 2023-08-09
    摘要 7^F?key?  
    z$NLFJvy_-  
    直接设计非近轴衍射分束器仍然是一个挑战。由于衍射角相当大，元件的特征尺寸与工作波长在相同的数量级上。因此，设计过程超出了近轴建模方法。因此，在这个例子中，迭代傅里叶变换算法(IFTA)和薄元素近似(TEA)用于衍射元素的初始设计结构，和傅里叶模态方法(FMM)随后应用于严格的性能评估。 ;z68`P-  
    ;b^@o,=  
    +j,;g#d  
     Sa0\9 3oa  
    设计任务 -_3.]o/J  
    3A5" %  
    使用近轴近似的衍射1：7×7分束器的初步设计通过严格分析，进一步优化零阶均匀性和影响 jv ";?*I6.  
    qA30G~S  
     `W9_LROD  
    I zT%Kq  
    光栅级次分析模块设置 So:89T  
                           n!p&.Mt  
    s5.2gu|"%  
    使用常规的分束器会话2编辑器，VirtualLabFusion提供了一个指导工具，允许用户一步一步地指定所有影响分束器设计的参数。 '&Ku Ba  
    ?6Gq &  
    f}apn=  
    >nxtQ  
    Z+?j8(:n  
    1. 通过应用设计带中的结构设计，所得到的传输函数可以转换为结构轮廓。 4{Iz\:G:{/  
    2. 对于此转换，使用了薄元近似(TEA)。因此，所得到的结构与初始相位函数成正比。 6=   
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 i< ih :  
    4. 要在不同的模拟场景中使用这种结构，需要从组件内部获取实际的采样表面或指定的堆栈。 G`pI{_-e  
    y& )z\8  
     eg3{sDv,  
    衍射分束器表面 #E#70vWp\O  
    Xf0pQ]8\  
     U5klVl  
    \rpu=*gt  
    为了进一步评估，使用了通用光栅光学设置，其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪，以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 l$FHL2?Cp  
     >4Lb+]  
    * .e^s3q$  
    Y/ `fPgE  
    lBCM; #P  
     qAm%h\  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) c[5>kQ-nq  
    .Ee8s]h5W  
     !} 1p:@  
    ISl'g'o  
     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。 {f!mm3'2v  
     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，。 AOTI&v  
     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。 -Xj+7}4  
    kxKBI{L  
     h\1_$ac  
    QKVZ![Y!s  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 6)TFb,  
    gAE}3//  
     htaB! Q?V  
    光栅级次分析仪提供了所有衍射阶的效率的概述，作为许多可能的输出。 Q>.-u6(&  
    39OZZaWL  
    .G^ .kg ,  
    使用可编程光栅分析仪，用户可以指定应计算的值。例如:总效率、均匀性误差、0阶效率 ZXco5,1  
    `Z{7Ut^)  
    `0sa94H1[  
    设计与评估结果 MP T[f  
    相位功能设计 ^,?]]=mE  
    结构设计 k\EMO\je  
    TEA评价 i$ Zhk1  
    FMM评估 q* m%Fv  
    高度标度（公差）     0n1y$*I4  
    5SDHZ?h  
    通用设置 2LgRgY{Bl  
    VQX#P<  
    d=xweU<  
    提供多次运行文档，允许用户执行任意数量的设计，并提供根据特定标准筛选结果的选项。 }C)   
    通过这种方法获得了以下三个结果：我们将对其进行进一步评估。     PPohpdd)  
    A}$A~g5 Ap  
    GwpJxiFgk  
    纯相位传输设计     j88H3bi0  
    T IS}'c'C  
     ;'nu9FU*O  
    W1Ht8uYG3  
    结构设计 /9 [nogP  
    }lWEbQ)(!  
     JeiW z1t  
    `/#6k>  
    wKwireOs  
    更深的分析 YncY_Hu  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 lGs fs(  
    •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。 8TuOf(qE  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 #.) qQ8*(  
    7XdLZ4ub  
     #A?U_32z/2  
    f4uK_{  
    使用TEA进行性能评估 ]` 3;8,  
    O"Ar3>   
     Pg5 1}{  
     aN.Phn:  
    使用FMM进行性能评估 RM,r0Kv17Y  
    3 bGpK9M~  
     aWW|.#L  
    A`IE8@&Z'  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 I,.>tC  
    RzNv|   
     %<K`d  
    5y@JMQSO  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 \U,.!'+  
    J}lBK P:-*  
     <1V!-D4xu  
     :tNH Cx  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 3%'$AM}+s  
    A"p7N?|%  
     r\a9<nZ{  
     +K]kGF  
    VirtualLab Fusion技术 k_$w+Q  
    vxK}f*d  
     YG<?|AS/  
    S_aml  
     
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