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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 mbh;oX+  
    n.\|NR'v  
    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。 1l*O;J9By  
    JK@" &  
    tfb_K4h6,  
     o(_~ st<  
    设计任务 -3 2?]LN}  
    z3X:.%  
    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 QN$Ac.F  
    /,cyp .  
     iYHC a }  
    rAZsVnk?  
    光栅级次分析模块设置 a="\?L5  
                           )]~;A c^x  
    4RXF.kJ3=  
    使用常规的分束器会话2编辑器，VirtualLabFusion提供了一个指导工具，允许用户一步一步地指定所有影响分束器设计的参数。 v)AadtZ0d  
    t9yjfyk9W  
    A(<"oAe|  
    7w]NG`7  
    Oe^oigcM  
    1. 通过应用设计带中的结构设计，所得到的传输函数可以转换为结构轮廓。 | N/Wu9w$  
    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。 NEG&zf  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 n :P5m9T  
    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。 o/Cu^[an  
    v%%;Cp73  
     .]\+JTm  
    衍射分束器表面 sF=8E8qa   
    KKLW-V\6K  
     a6vls]?  
    j%y)%4F8  
    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。 XK 09x1r  
    9?xc3F2EBD  
    W7ffdODb  
    ~wdKO7fs  
    E5y\t_H  
     KASw3!.W  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) c 8 xZT  
    gU^2;C  
     8a SH0dX  
    VP<_~OLc  
     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。 |G QFNrNx  
     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，。 M9aVE)*!I  
     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。 ,n &e,I  
    1-=zSWmyK  
     />i~No#Xm  
    MSMgaw?  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 ^8#;>+7R  
    !]-ET7  
     HAi'0%"  
    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。 ]1XJQW@gF  
    u0vq`5L  
    ] _ON\v1  
    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 CA PP Oh  
    oNfNe^/T  
    07?|"c.  
    设计与评估结果 8+irul{H_  
    相位功能设计 k^ZcgHHgb  
    结构设计 qL03iV#h*V  
    TEA评价 3~%wA(|A  
    FMM评估 =n}+p>\s  
    高度标度（公差）     > ,v,4,c  
    '*PJ-=G  
    通用设置 y_=},a  
    _Zq2 <:  
    ^q uv`d  
    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。 YlY3C  
    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。     V+M=@Pvp9  
    q i27:oJ  
    Z\`i~  
    纯相位传输设计     5V^+;eO  
    PJCRvs|X  
     }4; \sY  
    ezC2E/#  
    结构设计 Xyrf$R'  
    KH<f=?b  
     j;|rI`67~  
    *c[X{  
    Of*z9 YI  
    更深的分析 {y[T3(tt  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 oA _,jsD4  
    •可以利用这一点来纠正零阶不期望的效率，从而改善均匀性。 %:P&! F\?  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 ,MtN_V-  
    KV!!D{VS`@  
     > 4zH\T!  
    E_aDkNT  
    使用TEA进行性能评估 A7;|~??  
    ^E5[~C*o3  
     V=@M!;'<  
     <R6$ kom`  
    使用FMM进行性能评估 Rr#vv  
    !i|]OnJY  
     l~/g^lN  
    -qPYm?$  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 {!B^nCSL  
    ?W%9H\;  
     vq df-i  
    yH<^txNF  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 483BrFV  
    SLa\F  
     BJM_kKH  
     `[.':"~2N  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 B/(]AWi+  
    K#B)@W?9  
     O>=D1no*  
     W6&s_ (  
    VirtualLab Fusion技术 =)B@`"  
    `XwFH#_  
     +,xl_,Z6  
    Z|FWQ8gZ4m  
     
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