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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: 2025-03-10
    摘要 $"&0  
    )RA$E`!b  
    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。 's]I:06A  
    5BKga1Q  
    OZ 4uk.)  
     ?U'c;*O-  
    设计任务 SrGX4  
    3vRRL  
    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 I^|6gaP|6  
    y ,][  
     =d>^q7s  
    *Pj[r  
    光栅级次分析模块设置 dw{L,u`68  
                           vi?{H*H4c  
    9sYN7x  
    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。 o,l3j|1  
    u,AZMjlF  
    I4'mU$)U  
    4oW6&1  
    VZ"W_U,  
    1. 通过应用设计带中的结构设计，所得到的传输函数可以转换为结构轮廓。 nXHU|5.I  
    2. 对于此转换，使用了薄元近似(TEA)。因此，所得到的结构与初始相位函数成正比。 {p J{UJKv?  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 y4* }E  
    4. 要在不同的模拟场景中使用这种结构，需要从组件内部获取实际的采样表面或指定的堆栈。 sOzmw^7   
    r ;:5P%:  
     R T/T+Q!  
    衍射分束器表面 5J!ncLNm{  
    s))L^|6  
     5Y<O  
    Fw ,'a  
    为了进一步评估，使用了通用光栅光学设置，其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪，以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 i'Vrx(y3  
    }{"a}zOl  
    -I."= c%  
    (!kd9uV  
    xEv]V L:  
     \-(.cj)?  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) ygt7;};!  
    [@ExR*  
     CBaU$`5  
     N7%iz+  
     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。 E ]eVoC  
     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，。 MbY?4i00%h  
     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。 E`vCYhf{  
    D)C^'/8q  
     s9t`!  
    (`S32,=TS  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 [I/f(GK  
    s7j#Yg  
     OsS5WY0H  
    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。 r!Ujy .R  
    8r"$o1!  
    #1-y[w/  
    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 5Fh?YS=  
    7R9S%  
    fq*. 4s #  
    设计与评估结果 |#<PI9)`  
    相位功能设计 lwS6"2q  
    结构设计 k-5Enbkr  
    TEA评价 >uMj}<g#Z?  
    FMM评估 nXjf,J-T  
    高度标度（公差）     QcZ*dI7]:  
    )b<-=VR  
    通用设置 ?xTM mm  
    US8pT|/  
    $nR1AOm}.B  
    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。 gFk~SJd  
    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。     q5X \wz2N  
    py9zDWk~  
    u=a5Z4N'  
    纯相位传输设计     Af8&PhyrU  
    {(mT,}`4  
     hoy+J/  
    tvNh@it:F  
    结构设计 r;3{%S._  
    \0 &7^  
     CD$0Z  
    <b0;Nf   
    1~! 4  
    更深的分析 3#)I7FG  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 &\(p<TF  
    •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。 z+ybtS>pZ  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 . J"g.Q  
    ')pXQ  
     KA)9&6  
    8K qrB!  
    使用TEA进行性能评估 XA8{N  
    $JKR,   
     Uj!3H]d  
     ;XFo:?  
    使用FMM进行性能评估 VgfA&?4[  
    F:"CaDk  
     r^3QDoy  
    0fgt2gA33  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 $N$ ZJC6(@  
    .h)o\6Wq  
     Lf+M +^l  
    <uGc=Du  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 Rs@2Pe$3  
    an+`>}]F  
     XA`<*QC<  
     MCN}p i  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 ~Yrtz   
    Nh7D&#z  
     &A=>x  
     Fb#_(I[aj  
    VirtualLab Fusion技术 63b?-.!b  
    B j!{JcM-^  
     .ztO._J7f  
     
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