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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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    光币
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    光券
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2023-08-09
    摘要 ,#Iu 7di  
    yGWxpzmRS  
    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。 IT(lF  
    $8;R[SU6Y  
    '3_]Gu-D  
     U[SaY0Z  
    设计任务 ozAS[B6  
    cJN7bA {  
    使用近轴近似的衍射1：7×7分束器的初步设计通过严格分析，进一步优化零阶均匀性和影响 txW{7+,  
    W=vG$  
     &f"-d  
    }3o|EXx=  
    光栅级次分析模块设置 DSC$i|  
                           lV`Q{bd+  
    5i> $]*o  
    使用常规的分束器会话2编辑器，VirtualLabFusion提供了一个指导工具，允许用户一步一步地指定所有影响分束器设计的参数。 plUZ"Tr  
    E^QlJ8  
    ,u!*2cWN  
    |rJ=Ksc  
    'h/CoTk@,  
    1. 通过应用设计带中的结构设计，所得到的传输函数可以转换为结构轮廓。 H GXt  
    2. 对于此转换，使用了薄元近似(TEA)。因此，所得到的结构与初始相位函数成正比。 BbW^Wxd3  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 X*M#FT-  
    4. 要在不同的模拟场景中使用这种结构，需要从组件内部获取实际的采样表面或指定的堆栈。 ?!9 )q.bW  
    d`P7}*; `  
     d\p,2  
    衍射分束器表面 [pl'|B  
    PUF/#ck  
     (&}i`}v_  
    |K6REkzr  
    为了进一步评估，使用了通用光栅光学设置，其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪，以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 \n{qsf:  
    sArhZ[H  
    ,RJtm%w  
    MNC*Glj=  
    "B =  
     fG}tMSI  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) b?TO=~k,  
    U'8bdsF_  
     lp<g \  
    +s,Qmmb7)  
     一般光栅组件提供了薄元近似(TEA)和傅里叶模态方法(FMM)作为解决模型给定的光栅。 nN*w~f"  
     薄元近似通常产生更快的结果，当结构小于波长的5倍,可能有精度问题，。 ;u;#g  
     傅里叶模态方法允许一个严格的模拟，但需要更高的数值计算。 f#?fxUH~  
    LA@w:Fg  
     ]F;f`o  
    Q7R~{5r>W  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 h(M#f7'~&  
    @\0Eu212  
     '`eO\huf  
    光栅级次分析仪提供了所有衍射阶的效率的概述，作为许多可能的输出。 jqv-D  
    eln&]d;  
    t"k*PA  
    使用可编程光栅分析仪，用户可以指定应计算的值。例如:总效率、均匀性误差、0阶效率 ^~G8?]w  
    "i U}]e0  
    jgbLN/_{  
    设计与评估结果 _{r=.W+ w  
    相位功能设计 %%NlTE8*  
    结构设计 c/zJv*}x ?  
    TEA评价 aemc2b*  
    FMM评估 &$]v h  
    高度标度（公差）     (>VX-Y/  
    p8Q,@ql.  
    通用设置 --HF8_8;'  
    ROk5]b.  
    3T"j)R_=l  
    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。 !X"K=zt"  
    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。     @r#v[I  
    v1%uxthW  
    U7oo$gW%|T  
    纯相位传输设计     sYjpU  
    ^;/b+ /B0  
     wtc!>  
    q>mE< (-M  
    结构设计 T{Sb^-H#X  
    !eEHmRgg4  
     7 qj9&bEy  
    IG|X!l  
    x9;gT&@H  
    更深的分析 7Garnd b  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 :cq9f2)  
    •可以利用这一点来纠正零阶不期望的效率，从而改善均匀性。 `FYv3w2  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 L5#P[cHzz  
    wQwQXNG  
     qQ"Fv|]~>  
    ^go7_y  
    使用TEA进行性能评估 "Qja1TQ  
    6ek;8dL  
     wvbPnf^y  
     4eikLRD,  
    使用FMM进行性能评估 -PS#Z0>  
    g>dA$h%  
     ow_djv:,  
    q o\?o    
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 f}1&HI8r  
    qEpi]=|  
     ADpmvW f?  
    N 5i+3&  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 R}lsnX<  
    p;W.lcO`0  
     )('%R|$ /  
     z)9wXo#~  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 [1F* bI  
    GDD '[;  
     sFQ^2PwbS  
     Sh?4r i@:  
    VirtualLab Fusion技术 'B@e8S) y  
    :cGt#d6  
     P#fM:z@[  
    TZ2=O<Kj  
     
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