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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: 05-25
    摘要 / /rWc,c  
    o~>go_Y  
    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。 uV:;y}T^Z  
    q|2C>{8  
    jX,~iZ_B  
     0g)mf6}o  
    设计任务 V lNzm  
    =Z$6+^L  
    使用近轴近似的衍射1：7×7分束器的初步设计通过严格分析，进一步优化零阶均匀性和影响 /LzNr0>2  
    /q]@|5I  
     xI8*sTx 6  
    m %3Kq%?O  
    光栅级次分析模块设置 F,:VL*.5kJ  
                           "YZ`g}sG  
    0w]?yqnE  
    使用常规的分束器会话2编辑器，VirtualLabFusion提供了一个指导工具，允许用户一步一步地指定所有影响分束器设计的参数。 }@4*0_g"Aw  
    wH<*  
    u] b6>  
    _Pal)re]U  
    ']D( ({%g  
    1. 通过应用设计带中的结构设计，所得到的传输函数可以转换为结构轮廓。 lU& IS?^?  
    2. 对于此转换，使用了薄元近似(TEA)。因此，所得到的结构与初始相位函数成正比。 jL1UPN  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 fok#D>q  
    4. 要在不同的模拟场景中使用这种结构，需要从组件内部获取实际的采样表面或指定的堆栈。 /#5ZP\e  
    p(>'4#|qy  
     jnY4(B   
    衍射分束器表面 39CPFgi<l*  
    z{x -Vfd  
     CcQ|0  
    yhmW-#+^e  
    为了进一步评估，使用了通用光栅光学设置，其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪，以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 V ZGhF!To  
    %Et]w  
    6qf`P!7d]M  
    /-lmfpT  
    &I=q%  
     E{J;-+t  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) c,^-nH'X>  
    +L6$Xm5DAv  
     $Izk]o;X~  
    E~ kmU{D  
     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。 #96a7K  
     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，。 -6\9B>qa  
     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。 WYL.J5O  
    F(r &:3!97  
     Pc<ZfO #  
    iatQHn >(  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 pppbn]%Ob  
     o~B=[  
     78wcMQNX9  
    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。 kQ+5p Fo3  
    04:Dbt~=?p  
    _DQdo  
    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 $[Ns#7K  
    qI}Zg)q]  
    .755-S  
    设计与评估结果 n$QFj'  
    相位功能设计 whshjl?a  
    结构设计 1mqFnVkf&+  
    TEA评价 ,ic}   
    FMM评估 5:wf"3%%  
    高度标度（公差）     O{PRK5^h  
    ?zEgN!\R)  
    通用设置  I g`#U~  
    W7 $yE},z  
    {#MViBhd%  
    提供多次运行文档，允许用户执行任意数量的设计，并提供根据特定标准筛选结果的选项。 dO2cgY}  
    通过这种方法获得了以下三个结果：我们将对其进行进一步评估。     iBQftq7  
    |j;`;"+B  
    Vufw:}i+^  
    纯相位传输设计     !?96P|G  
    8eNGPuoL)  
     HDYf^mcW  
    ]?2AFkF  
    结构设计 -Ac^#/[0  
    :}lE@Y,R   
     T!n<ya!  
    Q]\x O/  
    LxbVRw  
    更深的分析 u[% #/  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 shD$,! k  
    •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。 Pdv&X*KA  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 E ?-K_p  
    qQb8K+t  
     V:lDR20*\  
    @U}UCG7+  
    使用TEA进行性能评估 W\Gg!XsLk  
    x?k6ek  
     )S]c'}^  
     X@ss d  
    使用FMM进行性能评估 D^pAf/ek@i  
    8w\&QX  
     0Bll6Rd  
    wz ,woF|  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 .]" o-(gB  
    ji1A>jepF  
     o,d:{tt  
    &CS=*)>$  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 !U91  
    \(u P{,ML  
     :r\<DVj  
     uaS?y1:c  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 SXhJz=h  
    vt1!|2{ h  
     i}Y:o}  
     $HaM, Oh;i  
    VirtualLab Fusion技术 ]$7|1-&Y  
    }\9qN!ol  
     v>,XJ7P  
    g}f@8;TY  
    更多阅读 B%,0zb+-L  
    V Bg\)r[  
     ;2U`?"  
     
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