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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 ^=.|\ YM  
    wz>j>e6k`  
    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。 x\I9J4Q  
    4>$>XL1  
    b>Vs5nY!  
     o6Vc}jRH  
    设计任务 %C'!L]#  
    /rKrnxw  
    使用近轴近似的衍射1：7×7分束器的初步设计通过严格分析，进一步优化零阶均匀性和影响 tv\P$|LV`8  
    4'G<qJoc  
     WoesE:NiR  
    v\$XhOK  
    光栅级次分析模块设置 ^9qncvV  
                           YC*S;q  
    'X@j  
    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。 ]5rEwPB  
    Z~muQ c?  
    wyvs#T  
    N@;6/[8  
    CZ|Y o  
    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。 {#Mz4s`M  
    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。 a+r0@eFLc  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 T"dWrtO  
    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。 V"T;3@N/4  
    V..m2nQj  
     Kax85)9u  
    衍射分束器表面 {Qlvj.Xw  
    HO & #Lv  
     vseuk@>  
    [$-y8`~(  
    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。 {.Nt#l  
    _2U1$0xK  
    GJ{]}fl  
    7NoB   
    ]U'KYrh  
     1mf|:2,  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) oy/#,R_n%  
     Ur]5AJ  
     U2@?!B[\d`  
    H[!by)H  
     一般光栅组件提供了薄元近似(TEA)和傅里叶模态方法(FMM)作为解决模型给定的光栅。 >E[cl\5$E  
     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@{DB  
     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。 ML Id3#Q  
    eUx|_*`  
     u=RF6V|  
    /v=MGX@r  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 V4ayewVX  
    C!~&c7  
     (Cqhk:F  
    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。 OG!^:OY  
    Yl>@(tu)|  
    * J~N  
    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 ,58D=EgFy  
    .P-@ !Q5*  
    95?$O~I  
    设计与评估结果 tb{l(up/a  
    相位功能设计 gnx!_H\h<  
    结构设计 CXvL`d"  
    TEA评价 R9fM9  
    FMM评估 5w iU4-{  
    高度标度（公差）     / u>")f  
    b@z/6y!  
    通用设置 >k kuw?O@  
    umSbxEZU@  
    NC@OmSR\0  
    提供多次运行文档，允许用户执行任意数量的设计，并提供根据特定标准筛选结果的选项。 J?u@' "u  
    通过这种方法获得了以下三个结果：我们将对其进行进一步评估。     *,@dt+H!y  
    5A:b \  
    |c dQJW  
    纯相位传输设计     A;q}SO%b  
    iS=} | 8"  
     ([tbFI}A  
    m7g; psg  
    结构设计 yC6XO&:g  
    _ z{:Q  
     ~48Uch\LG:  
    >/ W:*^g)  
    Rb|\!  
    更深的分析 Da)9s %_4  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 DY0G ;L 3  
    •可以利用这一点来纠正零阶不期望的效率，从而改善均匀性。 7p@qzE  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 %j{gZTz-  
    :W-"UW,  
     I[@}+p0  
    vfcj,1  
    使用TEA进行性能评估 :TX!lbCq  
    IF$f^$  
     Et4gRS)\  
     8b[ ^6]rM  
    使用FMM进行性能评估 d7N}-nsB  
    7b \HbgZ  
     >N{K)a  
    ,*}SfCon  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 egK,e?~  
    mJ)o-BV  
     ]fnc.^{  
    RU>T?2  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 `N]!-=o  
    <Gr{h>b  
     ^<.mUaP  
     Z Z\,iT  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 gj0gs  
    Jp=ur)Dj  
     DnMfHG[<  
     t+|c)"\5h  
    VirtualLab Fusion技术 `Q' 0l},  
    /{."*jK  
     Z)~.OqRw]  
    )apqL{u:=  
     
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