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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 MwMv[];I  
    3@P 2]Q~D  
    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。 H/n3il_-I  
    [(Ss^?AJW  
    #\U;,r  
     p2s*'dab7  
    设计任务 wPdp!h7B~N  
    ;/T=ctIs  
    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 Gxx:<`[ON  
    @k~'b  
     (`<X9w,  
    8D7 = ]  
    光栅级次分析模块设置 0h^&`H:  
                           j_ i/h "  
    -wJ/j~ +m+  
    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。 Qz6Ry\u  
    #Duz|F+%  
    1 XsB  
    ?[{_*qh  
    =s3f{0G  
    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。 N6yPuH  
    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。 7J?`gl&C  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 t:|knZq  
    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。 MD`1KC_m  
    Ovu!G q  
     `j+[JMr  
    衍射分束器表面 h^QicvZ  
     zE$KU$  
     l Q/u#c$n  
    ^W}(]jL  
    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}de|=  
    o ;nw;]oR  
    ON"F h'?  
    6%'bo`S#  
    <*I%U]  
     6XU1w  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) =P>c1T1-  
    \Nd8,hE  
     `x%( n@g  
    s az<NT  
     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。 Td~CnCor  
     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，。 8bl&-F `  
     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。 v 809/c*  
    p) #7K  
     lI#Ap2@  
    xB.h#x>_`  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 gr]:u4}  
    ^B)iBf Z  
     +"8AmN4  
    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。 y"5>O|`  
    q0* e1QL  
    ~{- zj  
    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 g~,"C8-H  
    xz9x t  
    cPQUR^!5  
    设计与评估结果 7&ty!PpD  
    相位功能设计 #9=as Y  
    结构设计 ZV:cg v  
    TEA评价 1$1s 0yg  
    FMM评估 8#?jYhT7  
    高度标度（公差）     Ns3k(j16  
    VG,O+I'^z  
    通用设置 fyb:eO}  
    P[E:=p  
    J-Xw}|>@  
    提供多次运行文档，允许用户执行任意数量的设计，并提供根据特定标准筛选结果的选项。 ji'NR  
    通过这种方法获得了以下三个结果：我们将对其进行进一步评估。     _wvSLu<q  
    i6)7)^nG  
    70sb{)  
    纯相位传输设计     Rwu y!F  
    *Cs RO  
     #ZFedK0vv  
    e15_$M;RW  
    结构设计 os<YfMM<:/  
    I.V?O}   
     m*'^*#  
    bf#@YkE  
    wOfx7D  
    更深的分析 >j&+mii  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 CC8M1iW3  
    •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。 soSdlV{  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 f=$w,^)M  
    W Z!?O0.A  
     >gQJ6q  
    <o JM||ZA  
    使用TEA进行性能评估 -eZ$wn![  
    |Z ), OW  
     n2e#rn  
     (Nzup 3j  
    使用FMM进行性能评估 A"yiXc-N~\  
    5" 5tY  
     %Y0,ww2  
    g>L4N.ZH_v  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 ;F)j,Ywi)H  
    T4 :UJj}  
     @/(\YzQvp]  
    B~\mr{|u  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 CxvL!ew  
    nU^-D1s{  
     {>x6SVF  
     J(0E'o{ug  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 o8PK,!Pl  
    9FGe (t <  
     1=*QMEv1G  
     q?&Ap*  
    VirtualLab Fusion技术 o#p{0y  
    $oPx2sb  
     8Uv2p{ <#  
    iZ^tLnc  
     
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