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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 iL,3g[g  
    M9&tys[KX  
    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。 'h= >ej*  
    iMA)(ZS  
    ycE<7W  
     SD.ze(P  
    设计任务 |@ldXuYb  
    NXmj<azED  
    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 =u'/\nxCF  
    H~G=0_S  
     F`- [h )e.  
    h{JVq72R  
    光栅级次分析模块设置 D$mrnm4d  
                           <.v6w*+{/  
    a<o0B{7{BM  
    使用常规的分束器会话2编辑器，VirtualLabFusion提供了一个指导工具，允许用户一步一步地指定所有影响分束器设计的参数。 @<6-uk3S  
    u?J(l)gd  
    `nM4kt7  
    A!Yqj~  
    3+$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。 8n:D#`K  
    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。 (gmB$pwS  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。  mPD'"  
    4. 要在不同的模拟场景中使用这种结构，需要从组件内部获取实际的采样表面或指定的堆栈。 A+}4 N%kh  
    _0f[.vN  
     ;C{_T:LS  
    衍射分束器表面 N-Z 9  
    Grub1=6l  
     vOj$-A--qU  
    Hb$q}1+y  
    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。 5;Z~+$1  
    Rd$<R  
    .o8Gi*PEY  
    MmK\|CtV  
    s6]f#s5o  
     G`P+J  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) zc{C+:3$^  
    Wm,,OioK  
     > @%!r  
    ;'Q{ ywr  
     一般光栅组件提供了薄元近似(TEA)和傅里叶模态方法(FMM)作为解决模型给定的光栅。 GkC88l9z  
     薄元近似通常产生更快的结果，当结构小于波长的5倍,可能有精度问题，。 !I Nr  
     傅里叶模态方法允许一个严格的模拟，但需要更高的数值计算。 C;ye%&g>  
    xV6j6k  
     onlyvH4  
    4<Y?#bm'  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 1_QO>T'  
    **"P A8   
     ?l(hS\N,  
    光栅级次分析仪提供了所有衍射阶的效率的概述，作为许多可能的输出。 B::?  
    +W1rm$Q  
    &Xav$6+Z1J  
    使用可编程光栅分析仪，用户可以指定应计算的值。例如:总效率、均匀性误差、0阶效率 TGLXvP& \  
    W{h7+X]Y  
    DNy)\+[  
    设计与评估结果 FN R& :  
    相位功能设计 O`=Uq0Vv  
    结构设计 [Wh 43Z  
    TEA评价 %Fv)$ :b  
    FMM评估 ]5\vYk  
    高度标度（公差）     6p@ts`#  
    jZ;T&s  
    通用设置 !jbjrzv9  
    fm* Hk57  
    9s)oC$\  
    提供多次运行文档，允许用户执行任意数量的设计，并提供根据特定标准筛选结果的选项。 V_pBM  
    通过这种方法获得了以下三个结果：我们将对其进行进一步评估。     -*A'6%`  
    WToAT;d2h  
    k y98/6  
    纯相位传输设计     uE$o4X  
    * y B-N;I  
     1rEP)66N  
    cjXwOk1:s  
    结构设计 ?2TH("hV$  
    bq O"k t  
     \abl|;fj  
    -,dQ&Qf?  
    E'G>'cW;x  
    更深的分析 YUE[eD/  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 _+En%p.m  
    •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。 ?MH4<7?"  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 wO#+8js  
    [XXN0+ /  
     y6/X!+3+  
    '}u31V"SS  
    使用TEA进行性能评估 pA'A<|)K0  
    F?=u:  
     0pFHE>  
     3_$eQ`AAA  
    使用FMM进行性能评估 z"3c+?2  
    5qy}~dQ  
     ^ne8~ ;Q  
    }U9jsm  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 u*{ _WL[(  
    PS6`o  
     a"}#HvB+  
    F6p1 VFs  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 sd53 _s V  
    #=(op?]  
     }=a4uCE  
     M;qL)vf  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 l{9h8]^  
    pm\X*t}L  
     dn_OfK  
     7-I>5 3@  
    VirtualLab Fusion技术 _eV n#!|  
    v Lv@Mo  
     )H)Udhz  
    KVxb"|[  
     
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