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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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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2023-08-09
    摘要 P-4$Qksx  
    qo3+=*"V  
    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。 $ uTrM8  
    QNx]8r  
    UVD D)  
     _S ng55s  
    设计任务 qG;tD>jy  
    ,@f"WrQ  
    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 Y`j$7!j  
    H^n@9U;[K  
     vEg%ivj3  
    s oY\6mHio  
    光栅级次分析模块设置 i0{\c}r:4b  
                           rk1,LsZVS  
    ,EEAxmf  
    使用常规的分束器会话2编辑器，VirtualLabFusion提供了一个指导工具，允许用户一步一步地指定所有影响分束器设计的参数。 .|[{$&B  
    bfz7t!A)A  
    rq3f/_#L!O  
    I+kAy;2  
    $f3IO#N  
    1. 通过应用设计带中的结构设计，所得到的传输函数可以转换为结构轮廓。 h<%$?h+}  
    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。 V>QyiB  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 n3~axRPO  
    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。 bp9RF d{  
    DW7E ]o  
     r!Dk_| Cd  
    衍射分束器表面 L&kCI`Tb  
    ;"Gy5  
     zG_nx3  
    nvrh7l9nX  
    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。 jyIIE7.I"  
    0V<kpC,4  
    N[W#wYbH  
    oC|oh  
    _:9}RT?  
     XF(D%ygeC  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) Vpg>K #w  
    *MmH{!=  
     (y]Z*p:EW  
    Kc\8GkdB  
     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。 Ds(Z.  
     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，。 ]\^O(BzB  
     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。 ;EJ!I+�  
    <w^u^)iLy1  
     &qg6^&  
    P0}B&B/a:  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 VrRF2(Kn?  
    ~o_JZ:  
     2om:S+3)2  
    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。 zk{d*gN  
    ![B|Nxq}@  
    ^ELZ35=qZ  
    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 fr(Ja;  
    J*rYw5QB  
    +ytP5K7  
    设计与评估结果 >ZkL`!:s  
    相位功能设计 mce qZv  
    结构设计 H14Q-2U1xa  
    TEA评价 op`9(=DJ]  
    FMM评估 7k*  
    高度标度（公差）     y\_+,G0  
    NC~?4F[  
    通用设置 7~P2q/2E>  
    bX2BEa8<"  
    b, a7XANsh  
    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。 *4 LS``  
    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。     +TqrvI.  
    3;L$&X2  
    fd *XK/h  
    纯相位传输设计     X:s~w#>R  
    8:& ! F`o  
     Yd4X*Ua  
    ;7s^slVzF  
    结构设计 c #{|sR5  
    (UkDww_!  
     ZS+m}.,whQ  
    H8w[{'Mei  
    DRm`y>.  
    更深的分析 0qNk.1pv  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 W<)nC_$  
    •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。 3r+c&^  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 8gNTW7W/  
    _0$>LWO~  
     `0ym3}(O  
    4eB'mPor  
    使用TEA进行性能评估 4)e1K/PJ)  
    pv0|6X?J"  
     .pPuBJL]<  
     3?j: M]fR  
    使用FMM进行性能评估 p7> 9 m  
    +#wVe  
     s~Ivq+ipr;  
    *e [*  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 1f+A_k/@  
    Z]uc *Ed  
     NB<8M!X/  
    v CsE|eMP  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 y2+f)Xp_.C  
    ggPGKY-b=  
     i45.2,  
     S}rEQGGR{  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 AQ$)JPs  
    +i}H $.  
     M 0}r)@  
     SM)"vr_  
    VirtualLab Fusion技术 IN3-ZNx  
    N<SW $ o  
     >[wxZ5))  
    !x-__[#  
     
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