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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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    光币
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    光券
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2023-08-09
    摘要 -kl;!:'.3  
    vMhYpt?7\  
    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。 sAi&A9"*   
    &5u BNpH  
    W;q+,Io  
     }W$8M>l  
    设计任务 iJ)0Y~  
    o(qEkR:4kd  
    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"1CgKYK^+  
    H"+wsM^@  
     $jG4pPG  
    9? 2  
    光栅级次分析模块设置 EJLQ&oH[  
                           UfR~%p>K  
    "cMNdR1^,y  
    使用常规的分束器会话2编辑器，VirtualLabFusion提供了一个指导工具，允许用户一步一步地指定所有影响分束器设计的参数。 5`~mqqR5  
    <F7V=Er  
    DLi?'K3t  
    ?*H9-2W@  
    'T7x@a`b)  
    1. 通过应用设计带中的结构设计，所得到的传输函数可以转换为结构轮廓。 HzvlF0f  
    2. 对于此转换，使用了薄元近似(TEA)。因此，所得到的结构与初始相位函数成正比。 e.l!3xY2'  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 sqpGrW.  
    4. 要在不同的模拟场景中使用这种结构，需要从组件内部获取实际的采样表面或指定的堆栈。 V^n0GJNo  
    o.Oq__>$H  
     0|XKd24BN  
    衍射分束器表面 ~*}$>@f{[X  
    ~c* UAowS  
     oG_C?(7>  
    _s+c+]bO  
    为了进一步评估，使用了通用光栅光学设置，其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪，以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 (a.1M8v+Sg  
    IU#x[P!  
    ^e%}[q[>|  
    Mvb':/M  
    b9Y_!Qe  
     8o|P&q(v*  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) Au.:OeJm  
    ~Ky4+\6o>  
     k_aW  
    x<ax9{  
     一般光栅组件提供了薄元近似(TEA)和傅里叶模态方法(FMM)作为解决模型给定的光栅。 | o0RP|l  
     薄元近似通常产生更快的结果，当结构小于波长的5倍,可能有精度问题，。 i#W*'   
     傅里叶模态方法允许一个严格的模拟，但需要更高的数值计算。 lb~E0U`\E`  
    uS<_4A;sD,  
     %NajFjBI  
    |g-b8+.=]  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 KX3KM!*  
    ``|AgIg  
     h*w6/ZL1  
    光栅级次分析仪提供了所有衍射阶的效率的概述，作为许多可能的输出。 *(QH{!-$s  
    uzBz}<M=  
    s0C:m  
    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 p[v#EyoC  
    WeMAe w/d  
    3fr^ T  
    设计与评估结果 >w|*ei:@S  
    相位功能设计 gfy19c 9  
    结构设计 oyx^a9  
    TEA评价 27D!'S  
    FMM评估 OH6^GPF6  
    高度标度（公差）     ~/-eyxLTm  
    {0v*xL_O^  
    通用设置 p &(OZJT  
    0CAa^Q^w  
    g|%L"-%gJ  
    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。 md bp8,O  
    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。     p_2pU)%  
    "y;bsZBd"  
    '#\1uXM1U?  
    纯相位传输设计     1S:|3W  
    0g=`DSC<(  
     \Kav w  
    aFj.i8+  
    结构设计 3 hKBc0  
    K@u&(}  
     u0o'K9.r  
    pz|'l:v^  
    uQqWew8l+  
    更深的分析 _. V?A*  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 c EnkU]  
    •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。 [xZU!=  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 jO~:<y3 =  
    1X1 N tS @  
     GK*v{`  
    , YW|n:X  
    使用TEA进行性能评估 )?aaBaN$  
    :aAEJ  
     JXqr3 Np1  
     1B=>_3_  
    使用FMM进行性能评估 FnFb[I@eu  
    TQ@d~GR  
     PWr(*ZP>hI  
    iw9Q18:I}  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 b=;nm#cAI  
    ;#/@+4@a&  
     vH[47CvG5  
    GW^,g@%C  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 RFaSwf,5n  
    p#P~Q/;  
     J^#:qk  
     vGy8Qu>  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 L1{GL #qV  
    .Ajzr8P  
     6IcNZ!j98  
     7- d.ZG  
    VirtualLab Fusion技术 XOP"Px@  
    ;,h/   
     J:*-gwv9*m  
    r=uN9ro  
     
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