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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 9NQlI1W z4  
    H1QJ k_RL  
    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。 4GY[7^  
    (nlvl?\d  
    7|$:=4  
     -y8`yHb_  
    设计任务 _lGdUt 2  
    [BqHx5Xz(  
    使用近轴近似的衍射1：7×7分束器的初步设计通过严格分析，进一步优化零阶均匀性和影响 V9{]OV%  
    Kgi<UkFP  
     > dI LF  
    Z7hgA-t  
    光栅级次分析模块设置 XBb~\p3y  
                           Q;43[1&3w  
    j}JrE,|  
    使用常规的分束器会话2编辑器，VirtualLabFusion提供了一个指导工具，允许用户一步一步地指定所有影响分束器设计的参数。 ->g*</  
    LWz&YF#T-  
    ][9%Kl*%@p  
    'E/^8md>  
    w[S pw<Z  
    1. 通过应用设计带中的结构设计，所得到的传输函数可以转换为结构轮廓。 ^Eb.:}!D6  
    2. 对于此转换，使用了薄元近似(TEA)。因此，所得到的结构与初始相位函数成正比。 YW_Q\|p]M  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 WJkZ!O$"j  
    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。 19Mu61  
    )4<__|52"1  
     ] 2eK  
    衍射分束器表面 <`B,R*H{  
    Mn2QZp4  
     /H(? 2IHC  
    jV>raCK_  
    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。 j/r]wd"aUS  
    ES.fOdx  
    3=FZ9>by  
    ]B%v+uaW  
    aB{vFTD5  
     i|w81p^o  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) )Ch2E|C?=8  
    LcB]Xdsa(  
     wVicyiY]  
    *W0y: 3dB3  
     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。 6K-_pg]  
     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，。 s.N7qO^:E  
     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。 ![YX]+jqNp  
    ftvG\Tf  
     E .7  
    pQ=>.JU  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 wKZ$iGMbz  
    x(etb<!jd  
     #A1Z'y0  
    光栅级次分析仪提供了所有衍射阶的效率的概述，作为许多可能的输出。 R7$:@<:g  
    Ljxz.2LGr  
    ,2j&ko1  
    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 Kw efs;<E?  
    Hfw q/Is  
    2N~Fg^xB  
    设计与评估结果 TUV&vz{  
    相位功能设计 66/3|83Z  
    结构设计 =(NB%}  
    TEA评价 Bg5Wba%NK  
    FMM评估 { QHVo#  
    高度标度（公差）     3L833zL  
    t2F _uCr  
    通用设置 Rn`x7(WA  
    %W%9j#!aN  
    [ oL.+  
    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。 lE;Ewg  
    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。     {QcLu"?c  
    s }UjGFP  
    "!Uqcay-  
    纯相位传输设计     E*.{=W }C  
    i]Fp..`v~  
     z.$4!$q  
    SB1upTn  
    结构设计 NO|KVZ~  
    lD^]\;?  
     LR.Hh   
    T]t+E'sQ  
    so"$m  
    更深的分析 o.w\l\  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 ^B(V4-|  
    •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。 YP.5fq:  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 [`{Z}q&  
    wfU7G[  
     5mJJU  
    ),UX4%K=  
    使用TEA进行性能评估 Bg&i63XL$$  
    LQtj~c>X-|  
     !lf|7  
     %MrWeYd1  
    使用FMM进行性能评估 OUeyklw  
    MaRi+3F  
     (eCJ;%%k  
    /4a._@1h[y  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 rqdE6y+^  
    dRj|g  
     R A KFU  
    :p]'32FA!  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 M,/mE~  
    u=/{cOJI6  
     ,_Z5m;  
     K8>zF/# +  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 ^cczJOxB  
    Sz^ veh?  
     tNGp\~  
     b~'"^ Bts*  
    VirtualLab Fusion技术 E"+QJ~!  
    i\KQ!f>A  
     jp0<pw_  
    ^.1c{0Y^0  
     
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