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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 正序阅读 楼主  发表于: 2025-03-10
    摘要 6?US<<MQ  
    # Dgkl  
    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。 )q4nyT>M  
    bL0]Yuh  
    G] tT=X[  
     DtGkhq;  
    设计任务 #<&@-D8  
    /i@.Xg@:  
    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 r/NaoIrJV  
    s/~[/2[bnf  
     <T.R%Jys  
    9dszn^]T  
    光栅级次分析模块设置 m^ar:mK@  
                           #LR6wEk  
    ?Y\WSI?i  
    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。 Jr2>D=  
    6z~ [Ay  
    \?e2qu/ C  
    ;{iTS sb  
    qa~ju\jm.  
    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。 fWfhs}_  
    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。 :Zq?V`+M  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 x?0(K=h,  
    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。 u\xrC\Ka  
    ^"/TWl>jB  
     -Tuk.>i)  
    衍射分束器表面 p'@z}T?F  
    O7Jp ;  
     @*op5qVw  
    <$uDN].T4  
    为了进一步评估，使用了通用光栅光学设置，其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪，以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 vft7-|8T  
    wp~KrUlR  
    qB$QC  
    ],R\oMYy|P  
    5>1c4u`x  
     V+0pvgS[  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) Ug gg!zA  
    k-s|gC4  
     O6-';H:I]L  
    +\PLUOk  
     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。 ep48 r>  
     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，。 yQu/({D  
     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。 <7ag=IgDy  
    |P9)*~\5  
     )r*F.m{&:  
    /k\)q  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 W Kd:O)J  
    iY sQ:3s  
     ky]L`w  
    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。 5wvh @Sc\  
    \)MzUOZn  
    G}WY0FC6  
    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 KUq(&H7  
    +'[*ikxD=g  
    q8e]{sT'!  
    设计与评估结果 ?LvxEQ-g  
    相位功能设计 -"N vu  
    结构设计 &)!N5Veb  
    TEA评价 6k37RpgH  
    FMM评估 eVbT<9k  
    高度标度（公差）     e<u~v0rDl  
    ldaT: er9  
    通用设置 [NGq$5  
    R\6dvd  
    FA%BzU5^  
    提供多次运行文档，允许用户执行任意数量的设计，并提供根据特定标准筛选结果的选项。 RM25]hx  
    通过这种方法获得了以下三个结果：我们将对其进行进一步评估。     XzBl }4s  
    6LT.ng  
    _(@V f=t  
    纯相位传输设计     3Z}m5f`t  
    mLHl]xs4  
     !i{5mc \  
    `P;3,@ e  
    结构设计 .36]>8  
    R++w>5 5A  
     VW] ,R1q  
    b|.<rV'BTt  
    }?U #@ h  
    更深的分析 N;cSR\Ng  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 |Yi_|']#  
    •可以利用这一点来纠正零阶不期望的效率，从而改善均匀性。 G$lE0_j2{  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 8tT/w5  
    d&DQ8Gm ^  
     Nqj5,9*c  
    |5BvVqn  
    使用TEA进行性能评估 clT[ ?8*  
    #\LYo{op/.  
     s*e1m%  
     <Um5w1  
    使用FMM进行性能评估 6ZC~q=my  
    GRgpy  
     llpgi,-=  
    .7Itbp6=R  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 t1o_x}z4.  
    o<Rrr,  
     3+vMi[YO  
    ~2XiKY;W?  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 "!o|^nN,  
    qD}O_<_1ym  
     S <++eu  
     1(a+|  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 kl5Y{![/&f  
    /8>we`4  
     }pT>dbZ  
     XiyL563gh  
    VirtualLab Fusion技术 zj;Ktgc E  
    3=^B &AB  
     1KI5tf>>p  
     
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