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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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    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 m1\+~*i  
    F,)\\$=,  
    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。 dU<qFxW  
    M[}aQWT$v  
    ? 3'O  
     ^ALR.N+<  
    设计任务 F?jFFw im  
    m .':5  
    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}!Er V  
    49Y_ze6L}  
     $ KAOJc4<  
    xn BL{ []  
    光栅级次分析模块设置 6 h%%?  
                           !o{>[  
    W6 y-~  
    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。 Kc,=J?Ob  
    gq`S`  
    '^# =,+ A  
    QGkMT +A  
    +T,Yf/^Fn  
    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。 Q"VS;uh.v  
    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。 G Ch]5\  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 J =j6rD  
    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。 Oh]RIWL  
    9irT}e  
     #J_+ SL[  
    衍射分束器表面 hALg5.E{T  
    ob(S/t  
     @ 5tW*:s  
    B*c@w~E  
    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。 w15Qqh lK  
    -,Y[`(q  
    k&dLg5O  
    qwd7vYBc,  
    Kb icP<  
     k&M9Hn2  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) Pr_$%x9D  
    t7; ^rk*  
     `COnb@uD  
    SAUfA5|e  
     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。 6&qT1nF1  
     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，。 ~;ZT<eCIA  
     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。 7JL*y\'  
    QH]G>+LI5  
     _O w]kP='  
    "u=U@1 ^  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 ?VCM@{9  
    7LZ A!3  
     3{"MN=  
    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。 Ku3/xcu:My  
    V#-\ 4`c  
    nbf w7u  
    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 t,4'\nv*  
    "'zVwU  
    zh6 0b{  
    设计与评估结果 [e.@Yx_}  
    相位功能设计 Hi5}s  
    结构设计 J\fu6Ti  
    TEA评价 hxX-iQya  
    FMM评估 [:Y`^iR.  
    高度标度（公差）     Dc;zgLLL  
    wB0K e  
    通用设置 o+F]80CH  
    7!r)[2l  
    4Y!_tZ>  
    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。 <>I4wqqb  
    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。     jDKL}x  
    CgxGvM4  
    iLR^V!  
    纯相位传输设计     /GUbc   
    ckCb)r_  
     hOH DXc"  
    R.rxpJ+kU  
    结构设计 @b2JR^  
    ^`< %Pk  
     %`b %TH^  
    ;c;5O@R}3  
    l2 [{T^  
    更深的分析 n)6mfoe  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 trAIh}Dj  
    •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。 5uxB)Dx)  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 Z<M?_<3  
    $EUlh^  
     pjaDtNb  
    B33H,e)  
    使用TEA进行性能评估 sPoH12?AL  
    KB6'sj  
     cq-UVk"Gl  
     OEwKT7CX  
    使用FMM进行性能评估 !b:;O +[  
    2S#|[wq(  
     )xPfz  
    N sNk  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 b,MzHx=im  
    %V2A}78  
     RV{'[8gM   
    SZ)AO8&  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 (I7s[  
    t;2\(_A  
     fAHf}j  
     6OOdVS3\J  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 co-dq\P  
    KM o]J1o  
     $Lx2!Zy  
     kEr; p{5  
    VirtualLab Fusion技术 F\U^-/0,  
    Q q7+_,w  
     hJsYKd8g  
     
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