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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 8xx2+  
    p*|Ct  
    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。 ~Hvf"bvK|  
    ?GGBDql  
    &Y-jK<  
     i}~U/.P   
    设计任务 Tz{-L%*#  
    P]H4!}M  
    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 p5#UH  
    @VnK/5opS  
     C,,S<=L:  
    8[x{]l[  
    光栅级次分析模块设置 >+Y@rj2  
                           +m1*ou'K  
    jR"ACup(  
    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。 ,p6o "-  
    u(g9-O  
    \'+P5,  
    Ex5 LhRe>=  
    5$c*r$t_RK  
    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。 -~]]%VJP|  
    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。 k.wm{d]J  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 gZ6tb p,X  
    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。 ZX0!BS  
    ^TAf+C^Ry  
     oEsqLh9a|  
    衍射分束器表面 .Kssc lSD1  
    14yzGhA  
     j UB`=d|  
    QVe<Z A8N;  
    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。 ,Ofou8C6  
    F<(?N!C?@  
    9%DLdc\z;  
    b\C1qM4  
    xvW# ~T]  
     ~Z5Wwp]a  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) }M &hcw<  
    RIq\IQ_|  
     z*`nfTw l  
    Ns.{$'ll  
     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。 mf\@vI  
     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，。 59k-,lyU,  
     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。 iM"L%6*I^  
    =6[R,{|C  
     ,m;G:3}48  
    z/|tsVK  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 V(OD^GU  
    _q`f5*Z[  
     #<yKG\X?  
    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。 '|nAGkA  
    zI'c'X1,  
    c6LPqPcN  
    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 %RXFgm!{f  
    PB!*&T'!  
    5/i]Jni  
    设计与评估结果 j\2q2_f  
    相位功能设计 }c'T]h\S  
    结构设计 /086qB|  
    TEA评价 tFX!s;N[  
    FMM评估 qoOq47F  
    高度标度（公差）     RNb"O{3  
    wg|/-q-  
    通用设置 K(Ak+&[  
    n(jrK9]  
    ;%4N@Z  
    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。 Sxc p [g;  
    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。     k9iB-=X?4s  
    E 7"`D\*  
    9~}.f1z  
    纯相位传输设计     7z3YzQ=Kg  
    YBQ{/"v%|  
     E~1"Nh  
    |%fM*F^7/  
    结构设计 =VF%Z[Gm  
    -qJO6OM  
     8Oo16LPD  
    g UA_&_  
    YfVZ59l4y6  
    更深的分析 W_h!Puj_  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 y\<\P8X  
    •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。 6G<gA>V  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 io*iA<@Gx  
    =yLJGNK[  
     $Zf]1?|xa  
    '<&rMn  
    使用TEA进行性能评估 wQN/MYF[  
    pFwhv w  
     a fUOIM  
     F+?g0w['  
    使用FMM进行性能评估 4_h?E:sBb  
    `r*bG=  
     "[\),7&03  
    OLyl.#J  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 v)rQ4 wD:  
    "j?\Ze*  
     _:VIlg U  
    7^DN8g"&\  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 ]BY<D`$$P  
    sjwD x0(7=  
     GA2kg7  
     L'<.#(|  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 wak'L5GQE  
    R9O1#s^  
     zAO|{m<A2  
     9u] "($  
    VirtualLab Fusion技术 ?TY/'-M5  
    ?eri6D,86w  
     &HJ'//bv  
    KU (g Zy  
     
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