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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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    在线infotek
    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 Dg~ [#C-  
    %>Bko,ET  
    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。 {Eu'v$c!  
    {h#6z>p"u2  
    S'o ]=&  
     q7,^E`5EgU  
    设计任务 R<_?W#$j  
    ga-{!$b*  
    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 .Gh%p`<  
    2F1ZAl  
     W;q+,Io  
    }W$8M>l  
    光栅级次分析模块设置 ASW4,%cl  
                           o(qEkR:4kd  
    zmI5"K"'F  
    使用常规的分束器会话2编辑器，VirtualLabFusion提供了一个指导工具，允许用户一步一步地指定所有影响分束器设计的参数。 "tL2F*F"6X  
    KAed!z9  
    =}v ;1m  
    1Bg_FPu  
    vU!8`x)  
    1. 通过应用设计带中的结构设计，所得到的传输函数可以转换为结构轮廓。  %[`a  
    2. 对于此转换，使用了薄元近似(TEA)。因此，所得到的结构与初始相位函数成正比。 xuU x4,Z  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 IaLMWoh  
    4. 要在不同的模拟场景中使用这种结构，需要从组件内部获取实际的采样表面或指定的堆栈。 Seda}  
    aG! *WHt  
     R}r~p?(M  
    衍射分束器表面 M)JADX  
    F$Q04Qw  
     \jyjQ,v)  
    E-fr}R}  
    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。 )iU^&@[S  
    .:y5U}vR  
    +`.,| |Mq  
    +tt9R_S  
    (a.1M8v+Sg  
     IU#x[P!  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) ^e%}[q[>|  
    Mvb':/M  
     s+,&|;Q  
    XP-C  
     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。 #. ct5  
     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，。 GK?4@<fY  
     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。 ~Ky4+\6o>  
    ,l HLH  
     3b!,D  
    {%b }Z2  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 Hi7y(h?wj  
    5HKW"=5Cf  
     2z_2.0/3  
    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。 $^_|j1 z#i  
    nt ,7u(  
    -M4p\6)Ge  
    使用可编程光栅分析仪，用户可以指定应计算的值。例如:总效率、均匀性误差、0阶效率 + E5=$`  
    =X1?_~}  
    >7b)y  
    设计与评估结果 t-7og;^8k  
    相位功能设计 =o^|bih  
    结构设计 >jx.R  
    TEA评价 cCi I{  
    FMM评估 =Z,5$6%)  
    高度标度（公差）     Dl C@fZD  
    2e1]}wlK  
    通用设置 zY=jXa)K~  
    }Ln@R~[  
    ^Q.,\TL01  
    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。 O#eZ<hN V  
    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。     +(?>-3_z  
    v]"L]/"  
    k<j"~S1  
    纯相位传输设计     u[oUCTY  
    7J*N_8?2  
     DWiBG  
    5[gh|I;D  
    结构设计 h<6UC%'ac  
    SJ?)%[(T  
     E167=BD9<  
    $ uh z  
    @;Opx."  
    更深的分析 Y[ zZw~yx  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 {i [y9  
    •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。 w?y 6nTg<  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 o[\HOe~;  
    s9)8b$t]  
     S* R,FKg  
    -db75=  
    使用TEA进行性能评估 @T-p2#&  
    J CGC  
     jd-glE,Y/  
     </"4 zD|  
    使用FMM进行性能评估 sLL7]m}  
    JXqr3 Np1  
     ,IHb+K  
    3=0E!e  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 (bp9Pjw  
    3ec`Wa  
     39i9wrP  
    MGpt}|t-  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 - y AQ  
    C.Uju`3  
     0(TTw(;  
     nY%5cJ`"  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 UUe#{6Jx_  
    XGrue6 ya  
     N)2f7j4C &  
     -~{c u47_  
    VirtualLab Fusion技术 zYER  
    ?~e3 &ux  
     u{<"NR h  
    3VO2,PCZ  
     
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