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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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    光券
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 03-10
    摘要 qa}>i&uO  
    \]Z&P,}w  
    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。 D&*LBQ/K  
    NygI67  
    z/1hqxHl  
     lug} Uj  
    设计任务 !*P&Eat  
    h39e)%x1  
    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 \8"QvC]  
    p(7QAd4  
     )&.!3y 660  
    Sl.o,W^  
    光栅级次分析模块设置 ^'B-sz{{  
                           fr#Qz{  
    k!doIMj  
    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。 tF`MT%{Va  
    KzkgWMM  
    ~tNY"{OV#  
    k,X74D+  
    p`GWhI?  
    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。 Zu=kT}aGg  
    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。 feCqbWq:  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 >I-g[*  
    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。 ] C,1%(  
    n+quSF)  
     ~JE|f 7  
    衍射分束器表面 B~_Spp  
    1D$::{h  
     GEtbs+[  
    g+9v$[!  
    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[(w  
    @xJCn}`Zj  
    zKJ. Tj W  
    |yAK@ Hl'  
    h]P/KVqR.  
     QUPf *3Oy  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) hwDXm9  
    ;\s~%~ \  
     n{{ P 3f  
    ( 2zeG`  
     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。 `Z8^+AMc  
     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，。 tE:X,Lt[  
     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。 tzNaw %\  
    RH=$h! 5  
     ss; 5C:*y  
    <~O}6HQ#  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 ( H[  
    M1(9A>|nF  
     &gWiu9WbS  
    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。 (+x]##Q  
    {~nvs4X  
    !3HsI| $<G  
    使用可编程光栅分析仪，用户可以指定应计算的值。例如:总效率、均匀性误差、0阶效率 q\U4n[Zk  
    F(E<,l2[  
    H`?* bG  
    设计与评估结果 lO_c/o$  
    相位功能设计 {Ve D@  
    结构设计 [Gf{f\O  
    TEA评价 Q!x`M4   
    FMM评估 @%H8"A  
    高度标度（公差）     _iq2([BpL  
    lJ'trYaq7  
    通用设置  s<d!+<  
    QnP{$rT  
    Me<du& T  
    提供多次运行文档，允许用户执行任意数量的设计，并提供根据特定标准筛选结果的选项。 u/#&0_ P  
    通过这种方法获得了以下三个结果：我们将对其进行进一步评估。     2x6<8J8v*  
    .c:)Qli  
    >"bnpYSe  
    纯相位传输设计     ($:y\,5(9I  
    -^R b7 g-  
     +Tp%5+E  
    )ZN(2z  
    结构设计 U81;7L8  
    vi<X3G6Xh  
     p6 <}3m$  
    .`mtA`N  
    y]J3h Ks  
    更深的分析 `LE^:a:8,  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 ;fj9 n-  
    •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。 ^aT;aP^l  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 6QW<RXom  
    |&Au6 3  
     VOg/VGJ  
    2J)74SeH  
    使用TEA进行性能评估 PK_Fx';ke^  
    Vk WO}  
     [\88@B=jXP  
     QP+c?ct}hF  
    使用FMM进行性能评估 u\:rY)V  
    *$JB`=Q  
     pK<%<dIc  
    ^g-Fg>&M  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 j=FMYd8$y  
    1Jl{1;c  
     qPqy4V. ;  
    O1|B3M[P  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 I'xC+nL@  
    EZ..^M3  
     xcw%RUC-  
     y{YXf! AS  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 #>@<n3rq  
    9jqO/_7R+  
     gH5CB%)  
     Xm%iPrl D  
    VirtualLab Fusion技术 B'<!k7Ewy  
    a5X`jo  
     O<4Q$|=&?  
     
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