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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 +tJ 7ZR%  
    LHSbc!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。 I5ZM U  
    }d%Fl}.Ez  
    gmZ] E45  
     KC nm_4  
    设计任务 P=Su)c  
    \J(kM,ZJ  
    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 S1U[{R?,  
    ,( NN)Oj  
     q`UaJ_7  
    KtHkLYOCG  
    光栅级次分析模块设置 N! I$Qtr,  
                           #\\|:`YV  
    1:J+`mzpl  
    使用常规的分束器会话2编辑器，VirtualLabFusion提供了一个指导工具，允许用户一步一步地指定所有影响分束器设计的参数。 c7RQ7\  
    n/S+0uT  
    !@ {sM6U  
    X!m lC51  
    L+}<gQJ(  
    1. 通过应用设计带中的结构设计，所得到的传输函数可以转换为结构轮廓。 %*#+(A"V  
    2. 对于此转换，使用了薄元近似(TEA)。因此，所得到的结构与初始相位函数成正比。 >T-4!ZvS\j  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 1x%B`d  
    4. 要在不同的模拟场景中使用这种结构，需要从组件内部获取实际的采样表面或指定的堆栈。 'c# }^@G  
    gU1Pb]]  
     4iss j$  
    衍射分束器表面 o7@C$R_#  
    <T&v\DN  
     \>X!n2rLZe  
    =}.gU WV  
    为了进一步评估，使用了通用光栅光学设置，其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪，以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 <~uzKs0  
    (e0(GOqf4  
    6[S IDOp*^  
    bF5"ab0  
    d</F6aM\  
     T"<)B^8f  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) Xj~%kPe  
    wE}Wh5  
     |gIE$rt-~W  
    @w`wJ*I4,  
     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。 MdmN7>  
     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，。 vrcIwCa  
     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:vqt@  
    lqKj;'  
     eW;3koE  
    [FLR&=.(  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 2t PfIg  
    is~2{:  
     ncMzHw  
    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。 [:cvy[}v@  
    N$x&k$w R  
    iaLZ|\`3a  
    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 !?=U{^|7y  
    5n{d jP  
    v; R2,`[W  
    设计与评估结果 6)7cw8^  
    相位功能设计 ?{e}ouKYX1  
    结构设计 _{-[1-lN5_  
    TEA评价 0^sY>N"  
    FMM评估 :mW< E  
    高度标度（公差）     m(*rMO>_  
    q=Vh"]0g  
    通用设置 k5Fj "U  
    Gx6%Z$2n  
    %qiVbm0  
    提供多次运行文档，允许用户执行任意数量的设计，并提供根据特定标准筛选结果的选项。 lo(C3o'  
    通过这种方法获得了以下三个结果：我们将对其进行进一步评估。     Jv+w{"&  
    Q;g7<w17  
    O9ps?{g  
    纯相位传输设计     sRA2O/yKCE  
    h<TZJCt  
     q\~ #g.}  
    W\NC3]  
    结构设计 `$ S&:Q,  
    >6HGh#0(p  
     6(rN(C  
    YO$D-  
    N+@ Ff3M  
    更深的分析 <r.QS[:h  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 S#?2E8  
    •可以利用这一点来纠正零阶不期望的效率，从而改善均匀性。 WFh.oe8  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 sQac%.H;`U  
    JE7m5k Ta  
     6{Q-]LOc[.  
    .<F46?HS  
    使用TEA进行性能评估 j~G(7t  
    )38%E;T{X  
     e-`.Ht  
     eNK[P=-  
    使用FMM进行性能评估 DZtpY {=Z  
    #-<Go'yF  
     [I3Nu8  
    V< W;[#"  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 {0Y6jk>I  
    Q_|}~4_+  
     R`Z"ey@C  
    _ERtL5^  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 rB$~,q&.V  
    O573AA  
     wW1VOj=6V"  
     j<*7p:L7_>  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 |HD>m'e  
    P:4"~ ]}  
     kpIn_Ea  
     ?$ e]K/*  
    VirtualLab Fusion技术 iX]OF.:   
    ,3Q~X$f  
     y>aO90wJ  
    JM|HnyI  
     
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