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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 正序阅读 楼主  发表于: 2023-08-09
    摘要 bi.wYp(*6L  
    fCg@FHS&^  
    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。 d+0^u(gc!8  
    ?,>5[Ha^?  
    V:OiW"/  
     &sdx`,  
    设计任务 i-]U+m*  
    yyjw?#\8  
    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 iy}xICt  
    '$?du~L-  
     ~;8I5Sge  
    4v Lw?_".  
    光栅级次分析模块设置 Wxn#Rk#>  
                           z+ ZG1\  
    T<6GcI>A  
    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。 {yS;NU`2  
    (-(QDRxK  
    `c9'0*-  
    \2>3Opt  
    "Vy WT  
    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。 j;+["mi  
    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。 z&F5mp@  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 X8Fzs!L`  
    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。 Pj&A=  
    [S0mY["  
     G|*G9nQ  
    衍射分束器表面 5z Kqb  
    /?P!.!W&  
     |z*>ixK  
    mf9hFy* <4  
    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。 WqQU@sA  
    Ha)np  
    iD714+N(  
    G?ig1PB"#  
    P#;Th8k{K2  
     j^nu|  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) ~b6GrY"vB  
    %K l(>{N  
     e2wvc/gG6  
    GW/WUzK  
     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。 95L yYg  
     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，。 vxVOcO9<  
     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。 \z:<DsQ&  
    Y[um|M315  
     oM-[B h]A  
    E-SG8U;  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 4.w"(v9V  
    )4m_A p\  
     ;_N5>3C:  
    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。 ]\dHU.i  
    J@Yj\9U  
    gr+Pl>C{  
    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 ]r959+\$  
    CA*~2|  
    X~L!e}Rz  
    设计与评估结果 2*'ciH37  
    相位功能设计 $3\,h; y  
    结构设计 z_n \5.  
    TEA评价 N2FbrfNFa  
    FMM评估 VB"(9O]  
    高度标度（公差）     H1&RI4XC  
    _ZyT3P&  
    通用设置 0T9. M(  
    pkk4h2Ah  
    -?fR|[\[U  
    提供多次运行文档，允许用户执行任意数量的设计，并提供根据特定标准筛选结果的选项。 W.[BPR  
    通过这种方法获得了以下三个结果：我们将对其进行进一步评估。     Y;_T=  L  
    ^l(^z fsZ  
    s)w9%  
    纯相位传输设计     A ~&+F>Z  
    H~Uq?!=b  
     ~kb{K;  
    JA6";fl;  
    结构设计 A[JM4x   
    kEP<[K  
     h<NRE0-  
    ,YB1 y)x  
     zy>}L #  
    更深的分析 "% Y u wMY  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 u)~s4tP4  
    •可以利用这一点来纠正零阶不期望的效率，从而改善均匀性。 qm%nIU \*  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 A*i_|]Q  
    mH\@QdF  
     1;&T^Gdj  
    PGX+p+wB  
    使用TEA进行性能评估 CDCC1BG"  
     hY=I5[*  
     6+PGwCS  
     ,8##OB(  
    使用FMM进行性能评估 sfI N)jh  
    [:B*6FXMN~  
     c0[k T  
    ~gddcTp  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 q-IWRb0j%a  
    H(> M   
     T|bZ9_?+2  
    6N3@!xtpi  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 UvBnf+,  
    ea~i-7  
     .'lN4x  
     Sk=N [hwU  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 KY+]RxX  
    j)L1H* S%  
     &yLc1#H  
     \]8i}E1  
    VirtualLab Fusion技术 @a(oB.i  
    ym%o}( v-  
     UH20n{_:  
    ikHOqJ-,m  
     
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