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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 ^|Ap_!t$;  
    2w?q7N%  
    直接设计非近轴衍射分束器仍然是一个挑战。由于衍射角相当大，元件的特征尺寸与工作波长在相同的数量级上。因此，设计过程超出了近轴建模方法。因此，在这个例子中，迭代傅里叶变换算法(IFTA)和薄元素近似(TEA)用于衍射元素的初始设计结构，和傅里叶模态方法(FMM)随后应用于严格的性能评估。 )`u17 {  
    mzgt>Qtkz=  
    xEb>6+-F@  
     ;Rrh$Ag  
    设计任务 ]z'&oz  
    zp:dArh0  
    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 Wn%P.`o#  
    3]Z1kB  
     g}an 5a  
     ~?ab_CY  
    光栅级次分析模块设置 w^yb`\$  
                           dkQ4D2W*\  
    +;N]34>S7  
    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。 vygzL U^  
    6g(;2gY  
    q+g,?;Yx  
    S?J!.(  
    'jev1u[  
    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。 z.vQ1~s  
    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。 ZU4=&K  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 B8&q$QV  
    4. 要在不同的模拟场景中使用这种结构，需要从组件内部获取实际的采样表面或指定的堆栈。 K-qWT7<  
    5ggyk0  
     7?P'f3)fG  
    衍射分束器表面 Xp<q`w0I,  
    Cxf K(F  
     aLk3Yg@X  
    #s)f3HU>  
    为了进一步评估，使用了通用光栅光学设置，其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪，以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 hkK>h  
    <)qa{,GX\  
    5Xq+lLW>  
    #S>N}<>  
    m&)/>'W   
     :;$MUOps  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) &RR;'wLoQT  
    WowKq0sn  
      f<o|5r  
    -l[H]BAMXy  
     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。 0'sZ7f<e7  
     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，。 >d 5-if  
     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。 Np\NStx2  
    $tlBI:ay1  
     +3,7 Apj  
    )nd^@G^  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 qlhc"}5x }  
    [Rj4= qq=  
     HT7,B(.}  
    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。 ; _%zf5;'  
    l;-2hZ  
    *`a$6F7m4  
    使用可编程光栅分析仪，用户可以指定应计算的值。例如:总效率、均匀性误差、0阶效率 \Z.r Pq  
    B:>:$LIL  
    N8]DzE0%  
    设计与评估结果 |s /)lA:9  
    相位功能设计 uc9h}QJ*  
    结构设计 1 |z4]R,<  
    TEA评价 p39$V[*g(  
    FMM评估 rB J`=oz  
    高度标度（公差）     fhi}x(  
    gY+d[3N  
    通用设置 VjM/'V5  
    j32*9  
    =t N}4  
    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。 "Lvk?k )hx  
    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。     #-%D(=&I  
    qFVZhBC  
    ESviWCh0Fl  
    纯相位传输设计     r'ilJ("  
    HRTNIx  
     z<Z0/a2'1  
    :@p]~{m:G  
    结构设计 6l,6k~Z9  
    em7L `,  
     R;,5LS&*a  
    9t`yv@.>N  
    I3Co   
    更深的分析 S#CaJ}M  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 51% Rk,/o  
    •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。 Lww&[|k.  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 &n]v  
    3hkEjR  
     uih8ZmRt  
    "cS7E5-|  
    使用TEA进行性能评估 )a!f")@uz  
    1A93ol=  
     io"NqR#"v  
     3f>9tUWhTy  
    使用FMM进行性能评估 +U'n|>t9  
    jn]l!nm  
     8xj_)=(sV!  
    f% 8n?f3;u  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 "tbKbFn9  
    g \+!+!"~  
     mE+=H]`.p  
    J>hjIN  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 SA"4|#3>7  
    }WR@%)7ay  
     F&k<P>k  
     dF|n)+C~R  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 / H GPy  
    E)'T;%  
     )):D&wlq  
     OK@yMGz1I  
    VirtualLab Fusion技术 R{B5{~m>W@  
    s ldcI@Z  
     HS.eK#:N  
    b^~4k; <  
     
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