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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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    离线infotek
    科学家
     
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    光币
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    光券
    0
    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2023-08-09
    摘要 X|DO~{-au  
    }_ mT l@*  
    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。 _qXa=|}V.  
    ,#]t$mzbQ(  
    <3okiV=ox  
     FG@ -bV  
    设计任务 ]@^coj[  
    !? 5U|  
    使用近轴近似的衍射1：7×7分束器的初步设计通过严格分析，进一步优化零阶均匀性和影响 ,`A?!.K$  
    _7T@5\b:;  
     xI*#(!x"G  
    LjB;;&VCn  
    光栅级次分析模块设置 &PWB,BXv  
                           8}e,%{q  
    ,Gk}"w  
    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。 ,)!u)wz  
    {yA$V0`N{  
    HO)/dZNU  
    Rli:x  
    qU6nJi+-I  
    1. 通过应用设计带中的结构设计，所得到的传输函数可以转换为结构轮廓。 Q7X3X,  
    2. 对于此转换，使用了薄元近似(TEA)。因此，所得到的结构与初始相位函数成正比。 -62'}%?A<C  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 JPn$FQD  
    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。  Ez~'^s@  
    6$fYt&1  
     4 1a. #o  
    衍射分束器表面 gb=/#G0R  
    `(6r3f~XJ  
     CzCQFqXI  
    :!a 2]-D}  
    为了进一步评估，使用了通用光栅光学设置，其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪，以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 )u]9193  
    YwY74w:  
    ENF"c$R  
    jw}}^3.  
    r|e-<t4.9L  
     ((tv2  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) 9+s.w25R  
    S [h];eM  
     0$+fkDf  
    h:zK(;  
     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。 54-#QIx|  
     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，。 +ISz?~8  
     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。 Io4(f  
    m'\2:mDu0  
     $D v\ e  
    r;L>.wl*I  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 h_1T,f (  
    'I;!pUfVp  
     )*;zW! H  
    光栅级次分析仪提供了所有衍射阶的效率的概述，作为许多可能的输出。 g.c8FP+  
    ;$Y4xM`=m  
    )irRO8  
    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 rqP FU6  
    >>aq,pH  
    )[mwP.T=  
    设计与评估结果 G7--v,R1x  
    相位功能设计 7XKY]|S,'  
    结构设计 \0lnxLA  
    TEA评价 pj4!:{.;  
    FMM评估 Hqnxq  
    高度标度（公差）     w.,Q1\*rPp  
    LK6; ? m  
    通用设置 )o-Q!<*1  
    ZxV"(\$n  
    I$E.s*B9  
    提供多次运行文档，允许用户执行任意数量的设计，并提供根据特定标准筛选结果的选项。 b@3_L4~  
    通过这种方法获得了以下三个结果：我们将对其进行进一步评估。     pfu1 O6R  
    J psPNa  
    "&+"@ <  
    纯相位传输设计     OGl$W>w1  
    ebPgYxVZR  
     lWBb4 !l  
    bAKiq}xG%i  
    结构设计 MlLb|!,)T  
    2z\zh[(w  
     N2.AKH  
    kJW N.  
    x.8TRMk^  
    更深的分析 E0 `Lg c  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 Z2im@c67{  
    •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。 cUTE$/#s  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 rx (2yf  
    T \w?$ s  
     1x,[6H  
    /mp*>sNr6  
    使用TEA进行性能评估 r$]HIvJD  
    DW)2 m;  
     'v]u#/7a  
     6mKjau{r_  
    使用FMM进行性能评估 dCj,b$  
    M33_ja+L  
     }$bF 5&  
    J|&JD?  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 dt2$`X18  
    y*D]Q`5cag  
     N^Bo .U0\  
    (' -JY  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 hKzSgYxP=t  
    kOh{l: 2-+  
     $.9{if#o&  
     )T;?^kho  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 6252N]*  
    B'^:'uG  
     sZW^ !z  
     $H+VA@_  
    VirtualLab Fusion技术 Ur*6Gi6  
    F<!)4>2@  
     J!:SPQ  
    4wrk2x[  
     
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