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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 'm|m +K83  
    aM~fRra7  
    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。 >-P0wowL  
    q}5A^QX  
    qj&)w9RLJE  
      sD8S2  
    设计任务 lIz_0rE  
    ZhsZy wM  
    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 =FmU]DV  
    =@2V#X]M*  
     vNC0M:p,  
    /<0D E22  
    光栅级次分析模块设置 Wv"tAseu  
                           [fp"MPP3  
    `dP+5u!  
    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。 Nd!VR+IZ  
    ?^~"x.<nr  
    ~8*oGG~s  
    7g)3\C   
    L2'd sOn  
    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。 $]kg_l)  
    2. 对于此转换，使用了薄元近似(TEA)。因此，所得到的结构与初始相位函数成正比。 ZRB 0OH  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。  3Mx@  
    4. 要在不同的模拟场景中使用这种结构，需要从组件内部获取实际的采样表面或指定的堆栈。 )\-";?sYky  
    sw|:Z(`  
     Nz*sD^SJa  
    衍射分束器表面 {yR)}r  
    d|]O<]CG_  
     aLi_Hrb9  
    W(h8!}  
    为了进一步评估，使用了通用光栅光学设置，其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪，以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 wkD:i2E7  
    hyiMOa  
    ,dx)rZ*  
    fm%RNAPvc  
    N@6OQ:,[F  
     P/Kit?kngS  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) R*Z]  
    m > (h_j  
     iIaT1i4t.  
    {X<4wxeTo  
     一般光栅组件提供了薄元近似(TEA)和傅里叶模态方法(FMM)作为解决模型给定的光栅。 c^O#O  
     薄元近似通常产生更快的结果，当结构小于波长的5倍,可能有精度问题，。 o^Ysp&#p  
     傅里叶模态方法允许一个严格的模拟，但需要更高的数值计算。 @b\ S.  
    5 xDN&su  
     cTd;p>:>m  
    vt@Us\fI  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 EWIc|b:  
    {|Ki^8h/p  
     H'{?aaK|t  
    光栅级次分析仪提供了所有衍射阶的效率的概述，作为许多可能的输出。 iN_D8dI  
    U}w+`ZLN  
    +RV-VrV  
    使用可编程光栅分析仪，用户可以指定应计算的值。例如:总效率、均匀性误差、0阶效率 Xexe{h4t_>  
    6@q[tN7_^  
    N4 mJU'_{  
    设计与评估结果 d-;9L56{P  
    相位功能设计 oNB,.:  
    结构设计 ZuvPDW%  
    TEA评价 u=;nU(]M '  
    FMM评估 ]A72) 1  
    高度标度（公差）     'd #\7J>d  
    7sc<dM  
    通用设置 C$LRY~ \  
    U`8 |9v  
    zLQ#GF  
    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。 ouVjZF@kS  
    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。     #RM3^]h  
    rS )b1nPA  
    zk 5=Opmvh  
    纯相位传输设计     {kPe#n>xT  
    eh:}X}c=J]  
     ~r^5-\[hZ  
    $54=gRo^  
    结构设计 0<@KDlF  
    Vp $wHB&  
     P:(EU s}0  
    6 W;?8Z_1  
    l>D-Aan  
    更深的分析 -nk#d%a\  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 3XwU6M$5g  
    •可以利用这一点来纠正零阶不期望的效率，从而改善均匀性。 *el(+ib%  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 ~#"7,rQp  
    ')5L_$  
     R+E_#lP_$  
    cc41b*ci$  
    使用TEA进行性能评估 Kr/h`RM  
    *:9 >W$0u  
     5, -pBep<  
     t0e{| du  
    使用FMM进行性能评估 U.RW4df%E  
    C[xJU6z  
     m\/,cc@,  
     O[IR|  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 hG3m7ht  
    G; C8Kde  
     CYtjY~  
    L/q]QgCoA  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 ZU-4})7uSB  
    d $fvg8^  
     EWb(uWC8h  
     jVad)2D  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 'u(=eJ@1  
    <E>7>ZL  
     >-5td=:Z  
     jq57C}X}2  
    VirtualLab Fusion技术 \ fK47oV  
    qGnPnQc  
     d"B@c;dD  
    3s`V)aXP  
     
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