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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: 2025-03-10
    摘要 /EpsJb`kj  
    s{]2~Z^2od  
    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。 =p lG9  
    gqi|k6V/  
    \?X'U:  
     lN-[2vT<  
    设计任务 ?H.7 WtTC  
    &74*CO9B9  
    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 w u  
    'n)]"G|  
     0R0j7\{  
    )G">7cg;t  
    光栅级次分析模块设置 iq!u}# x_  
                           bz=B&YR  
    JN Ur?+g  
    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。 \D]H>i$  
    '#fwNbD  
    ~/B[;#  
    )|`# BC  
    pM^r8kIH  
    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。 re `B fN  
    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。 Ao:<aX,=  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 ?oc#$fcQ~  
    4. 要在不同的模拟场景中使用这种结构，需要从组件内部获取实际的采样表面或指定的堆栈。 * @QC:1k  
    fs=W(~"  
     H#LlxD)q  
    衍射分束器表面 AxOn~fZ!  
    \2K_"5  
     cTR@ :sm  
    ;3D[[*n9  
    为了进一步评估，使用了通用光栅光学设置，其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪，以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 r3hUa4^97  
    j/FFxlFNL  
    !P6\-.  
    m R3km1T  
    )$Erfu  
     f~LM-7!zf}  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) (RL5L=,u  
    ^@&RJa-kb  
     k3 65.nc  
    16p$>a<6  
     一般光栅组件提供了薄元近似(TEA)和傅里叶模态方法(FMM)作为解决模型给定的光栅。 d4h, +OU  
     薄元近似通常产生更快的结果，当结构小于波长的5倍,可能有精度问题，。 {M5[gr%  
     傅里叶模态方法允许一个严格的模拟，但需要更高的数值计算。 whzV7RT  
    #_, l7q8U  
     F`3J=AJOJ  
    FTihxC?.L  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 `;@#yyj:_  
    YB}p`b42L  
     ;JK !dzi}  
    光栅级次分析仪提供了所有衍射阶的效率的概述，作为许多可能的输出。 c&Mci"n j0  
    (mOUbO8  
    Z?vbe}pUM  
    使用可编程光栅分析仪，用户可以指定应计算的值。例如:总效率、均匀性误差、0阶效率 FK$?8Jp  
    s5s'$|h"  
    4mG?$kCN  
    设计与评估结果 \s.c.c*eh;  
    相位功能设计 BtyBZ8P;e  
    结构设计 IXmtjRv5  
    TEA评价 )_bR"!Z  
    FMM评估 FE)L?  
    高度标度（公差）     +=5Dt7/|  
    gCMwmanX  
    通用设置 eQ}o;vJN  
    A&$oiLc  
    f2sv$#'  
    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。 l>i<J1  
    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。     {jOCz1J  
    /A U& X  
    Y6|8;2E  
    纯相位传输设计     l%aiG+z%6}  
    Ol,Tw=?  
     X0=#e54  
    >k6RmN  
    结构设计 (W7cQ>  
    (W<n<sl:-  
     IT3xX=|b  
    PD$g W`V  
    !,mv 7Yj  
    更深的分析 >-s\$8En'  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 I e#LZti  
    •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。 Y5}<7s\UDO  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 7*e7P[LQU  
    vwZrvjP2  
     *}Al0\q0M  
    L6^Qn%:OTd  
    使用TEA进行性能评估 : kVEB<G  
    $e=pdD~  
     tN' -4<+  
     r@_`ob RW;  
    使用FMM进行性能评估 S C8r.  
    ;:nO5VFOg  
     SArSi6vF  
    SBnwlM"AN  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 /( /)nYAjk  
    ]j.??'+rg  
     kI>Iq Q-h  
    nVqFCBB  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 aZ%  
    C.r9)#G  
     Rc2|o.'y  
     \:cr2w'c  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 RO-ABFEi(  
    0jY#,t?>  
     "o +" Jd  
     ;><9R@0  
    VirtualLab Fusion技术 KGCm@oy  
    FFH9 $>A  
     .JNU3%s  
     
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