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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 Q'?{_  
    h<KE)^).  
    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。 fq*. 4s #  
    l :sZ  
    lwS6"2q  
     k-5Enbkr  
    设计任务 ;r(hZ%pD  
    4 ZD~i e  
    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 }T<[JXh=J  
    1J8okBhZ  
     ?.E ixGzI^  
     ByP  
    光栅级次分析模块设置 K9JW&5Q  
                           X$"=\p>X  
    =4RXNWkud  
    使用常规的分束器会话2编辑器，VirtualLabFusion提供了一个指导工具，允许用户一步一步地指定所有影响分束器设计的参数。 S`,(10Y  
    }e}J6 [wP  
    5nq0#0O c  
    hh\\api  
    H>8B$fi)$  
    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。 =,Y i" E  
    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}:GBwD7  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 L2"fO  
    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。 h-0sDt pR  
    #BA=?7  
     SM>V o+  
    衍射分束器表面 jJ^p ?  
    nAc02lJh|  
     h.\V;6ly  
    DDdMWH^o7  
    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?l.(qG C_  
    p(EV-^  
    8K qrB!  
    XA8{N  
    >T*/[{L8;  
     W,</  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) 6nxX~k  
    tb;!2$  
     f.?p"~!  
    sflH{!;p  
     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。 Wj2s+L7,  
     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，。 #X&`gDW  
     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。 Ap}^6_YXd  
    yya"*]*S  
     gg ;&a(  
    Jv  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 9}e`_z  
    (n'Mf  
     HCP' V  
    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。 xE/r:D#  
    b&k !DeE  
    H8[ L:VeNT  
    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 ia.95H;  
    'J+dTs ;0  
    s7RAui  
    设计与评估结果 Xo[={2_  
    相位功能设计 n W2[x;  
    结构设计 g70B22!y  
    TEA评价 ve|:z  
    FMM评估 H]@M00C  
    高度标度（公差）     5a moK7  
    Fl,(KST z  
    通用设置 PprCz"  
    ZJev_mj  
    3nVdws  
    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。 =]r<xON%S  
    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。     ;q:.&dak1  
    Y\!* c=@k  
    L\L/+yNv:G  
    纯相位传输设计     NFT&\6!o  
    -h&AO\*^W  
     H f}->  
    #K1VPezN  
    结构设计 ^6=y4t=%F  
    *QAcp` ;*  
     [d="94Ab  
    #T0uPK ;  
    o#V}l^uU=  
    更深的分析 3D3/\E#'o  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 D$|@: mW  
    •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。 b(8#*S!U  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 _hgu:  
    5[Sa7Mk  
     u~Zx9>f  
    /]~Oa#SQ:  
    使用TEA进行性能评估 4(5NHsvp  
    OQt_nb#z`{  
     $RxS<_tj  
     if6/ +7  
    使用FMM进行性能评估 m44Ab6gpsb  
    @.Pd3CB0  
     <-xI!o"}  
    pWY $aI  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 0fhz7\a^_<  
    w'NL\>  
     H$2<N@'4z  
    d>j`|(\  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 |E/r64T  
     /="~Jo  
     4\qnCf3  
     XJ &'4h  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 K.k%Tg[ ~  
    @J"Gn-f~  
     $j? zEz  
     SJ(<u2J]  
    VirtualLab Fusion技术 +AGI)uQQ  
    N#(p_7M  
     p*F.WxB)4  
    xY] Y  
     
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