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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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    光券
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    只看楼主 正序阅读 楼主  发表于: 2023-08-09
    摘要 ]c2| m}I{:  
    B^?XE(.  
    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。 `C?OAR44  
    uCfp+  
    ~Wm}M  
     UYOn p7R<  
    设计任务 BD-=y  
    9`{2h$U  
    使用近轴近似的衍射1：7×7分束器的初步设计通过严格分析，进一步优化零阶均匀性和影响 n5/Tn7hY  
    QZox3LM1&.  
     `=DCX%Vw  
    hY 2PV7"[;  
    光栅级次分析模块设置 K>6k@okO  
                           Q$L(fH kw  
    30E v"  
    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。 Sg>0P*K@  
     7~nCK  
    vqi$}=%n?W  
    CHit  
    ^(*O$N*#  
    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。 a[g|APZz  
    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。 ok2~B._+;  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 H`lD@q'S  
    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。 by[i"!RCu  
    f94jMzH9z  
     D])YP0|}  
    衍射分束器表面 gdE`UZ\  
    So.P @CCd  
      :$c:3~  
    Z[S+L"0  
    为了进一步评估，使用了通用光栅光学设置，其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪，以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 B~z g"  
    cCGXB|9fYR  
    *;E+9^:V  
    @[lc0_ b  
    ]NV ]@*`tO  
     +JS/Z5dl+}  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) M2Fj)w2   
    lV6[d8P  
     \nAHpF  
    &MZy;Sq  
     一般光栅组件提供了薄元近似(TEA)和傅里叶模态方法(FMM)作为解决模型给定的光栅。 'Sy *'&  
     薄元近似通常产生更快的结果，当结构小于波长的5倍,可能有精度问题，。 65#:2,s  
     傅里叶模态方法允许一个严格的模拟，但需要更高的数值计算。 poYAiq_3T  
    ,nB3c5X)|  
     {a8^6dm*E  
    k5;Vl0Ho  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 L"!ZY  
    /:{_|P\  
     F*JvpI[7n  
    光栅级次分析仪提供了所有衍射阶的效率的概述，作为许多可能的输出。 =/JF-#n/MA  
    |EV\a[  
    ~gWd63%8x  
    使用可编程光栅分析仪，用户可以指定应计算的值。例如:总效率、均匀性误差、0阶效率 ! M&un*  
    +VLe'|  
    uV}WSoq[  
    设计与评估结果 [ 7Lxt  
    相位功能设计 k;_KKvQ  
    结构设计 -jtC>_/  
    TEA评价 Sja{$zL+W  
    FMM评估 \y H3Y  
    高度标度（公差）     B5,QJ W*  
    yC 7Vb P  
    通用设置 #>m, Cm  
    gr`Ar;  
    vo6[2.HS  
    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。 yaRcBT?  
    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。     c\)&yGE  
    F\=Rm  
    "vOfAo]`  
    纯相位传输设计     s |gD  
    (ND5CKCR^  
     Zp(=[n5  
    CI!Eq&D,  
    结构设计 :x""E5H  
    of'ZNQ/  
     e@:P2(WW l  
    :\+{;;a@  
    ~i }+P71  
    更深的分析 MzR1<W{ O  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 \%Ah^U)gS  
    •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。 v=*Bb3dt  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 +-aU+7tu  
    Y0PGT5].@'  
     hk@`N;dn  
    ! nCjA\$  
    使用TEA进行性能评估 6i]Nr@1C  
    C^/ -lc  
     S"P9Nf?9  
     S?Bc~y  
    使用FMM进行性能评估 %R5Com  
    VqD[G<|9T  
     pG!(6V-x<E  
    &gA6+b'  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 .lvI8Jf~X  
    [Y22Wi  
     N4a`8dS|  
    B0)`wsb_  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 [arTx ^  
    H ~[LJ5x  
     F<yy>Wf  
     VelB-vy&  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 Bn~\HW\Lh  
    C{UF~  
     0~+NB-L}  
     ShWHHU(QQ  
    VirtualLab Fusion技术 (!ZQ  
    <AI>8j6#B  
     t{R5 EU  
    !Tn0M;  
     
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