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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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    离线infotek
    科学家
     
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    只看楼主 正序阅读 楼主  发表于: 2023-08-09
    摘要 j<R&?*  
    ]^Xj!01~  
    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。 2qQ;U?:q  
    Xkk 8#Y":  
    ;%k C?Vzi  
     B*9?mcP\  
    设计任务 ?<S fhjU  
    Hv2[=elc  
    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 @>8 {J6%\  
    /,~g"y.;,  
     6J">@+  
    <\ eRa{ef  
    光栅级次分析模块设置 ZUvc|5]  
                           nPDoK!r'  
    VGc.yM)& 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。 LXZI|K[}k  
    K=r~+4F  
    qJ .XI   
    x&"P^gh)  
    wEN[o18{  
    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。 suYbD!`(  
    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。 g9=_^^Tg  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 .*X=[" F  
    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。 =pTTXo  
    |>1#)cONW  
     !}5rd\  
    衍射分束器表面 @sW!g;\T  
    )3<>H!yG}  
     s%8,'3&  
    A-J#$B  
    为了进一步评估，使用了通用光栅光学设置，其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪，以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 _'<FBlIN  
    i r'C(zD=  
    kB%.i%9\\  
    - P "  
    9M ;Y$Z  
     gVy`||z  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) PS=q):R|  
    /8<c~  
     E}THG=6  
    0{u%J%;  
     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。 [=tIgMmz  
     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，。 Rf2mBjJ(z  
     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。 b|;h$otC  
    mIPDF1= )  
     9XhH*tBn7(  
    TB=_r(:l+  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 IYHNN  
    #?,"/Btq  
     rq Uk_|Xa  
    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。 2E`mbT,v&  
    7%[ YX  
    /k(wb4Hv  
    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 * dk(<g=fM  
    U0iV E+)Bt  
    fVVD}GM=  
    设计与评估结果 ^~6gkS }  
    相位功能设计 c-!3wvt)  
    结构设计 =+I-9=  
    TEA评价 a.RYRq4o  
    FMM评估 %<'.c9u5  
    高度标度（公差）     ZLdIEBi=  
    qQ6@43TC  
    通用设置 jSRi  
    HgBu:x?&  
    4sW~7:vU  
    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。 bI_MF/r''  
    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。     z.?slYe[  
    @A<~bod  
    ^dsj1#3z  
    纯相位传输设计     FC||6vJth  
    I_kA!^  
     O: #Sj jK  
    Fs(S!;  
    结构设计 Z",2db  
     WK@<#  
     pYu6[  
    @*- 6DG-f  
    E H%hL5(  
    更深的分析 !_;J@B  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 WwWCN N~}  
    •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。 GCX?W`  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。  pn) {v  
    w`3.wALb  
     ;:+2.//  
    e=eip?p  
    使用TEA进行性能评估 zA:q/i  
    ^U96p0H"T  
     a2kAZCQ  
     $|T Lt{ K  
    使用FMM进行性能评估  Zy8tI#  
    <h}x7y?  
     zjSl;ru  
    -5|el3%)  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 Q<ia  
    [TFp2B~)#  
     vts"  
    ;Ru[^p.{  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 m/(/!MVy  
    hY !>>  
     t)g %9 k^  
     T!HAE#xC  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 V@TA~'$|  
    o_[~{@RoR  
     2V u?Y  
     B., BP  
    VirtualLab Fusion技术 `Mcg&Mi~  
    f5l\3oL  
     VB T 66kV  
    ;OD-?bC  
     
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