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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 倒序阅读 楼主  发表于: 2023-08-09
    摘要 'H`_Z e<  
    q*ZjOqj  
    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。 VB 8t"5  
    d%9r"=/  
    O329Bkg  
     6!i0ioZzi0  
    设计任务 @Ns^?#u~   
    M)#R_(Q5{  
    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 ~ S R:,R  
    C/[2?[  
     S{z%Q  
    CD^_>sya  
    光栅级次分析模块设置 CPGXwM=   
                           T.HI $(d  
    ;X\>oV3#  
    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。 A{;b^ IK  
    F#iLMO&Q  
    JPiC/  
    e9q/[xMi  
    C>@~W(IE  
    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。 ,_Fq*6  
    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。 DSy,#yA  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 cCU'~  
    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。 X?Omk, '  
    GA6Z{U{XS  
     bK("8T\?  
    衍射分束器表面 uHQJ&  
    OV>T}Fq  
     J(M0t~RZ  
    kd'qYh  
    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。 QKZm<lUL  
    cWp n/.a  
    jL%-G  
    xwT"Q=|kW  
    <W/-[ M  
     $|6Le; K  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) ~@BV  
    lbT<HWzNH  
     ,`/!0Wmt  
    u/ y`M]17  
     一般光栅组件提供了薄元近似(TEA)和傅里叶模态方法(FMM)作为解决模型给定的光栅。 ^lRXc.c z  
     薄元近似通常产生更快的结果，当结构小于波长的5倍,可能有精度问题，。 *-_` xe  
     傅里叶模态方法允许一个严格的模拟，但需要更高的数值计算。 V[+ Pb]  
    {E6b/G?Q  
     l%fnGe` _  
    fBD5K3  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 |KU>+4= @  
    8xg:ItJaA0  
     0>Ki([3  
    光栅级次分析仪提供了所有衍射阶的效率的概述，作为许多可能的输出。 ?)4|WN|c_  
    _=q)lt-UY  
    RJF1~9  
    使用可编程光栅分析仪，用户可以指定应计算的值。例如:总效率、均匀性误差、0阶效率 jc Ie<i;  
    rI; e!EW  
    @%ChPjN  
    设计与评估结果 jW2z3.w  
    相位功能设计 rx_'(  
    结构设计 Ha)w*1&w"  
    TEA评价 kc~Z1  
    FMM评估 L\y,7@1%AT  
    高度标度（公差）     `j4ukOnG  
    f} } Bb8  
    通用设置  A3'i -  
    *1;<xeVD  
    ':o.vQdJ  
    提供多次运行文档，允许用户执行任意数量的设计，并提供根据特定标准筛选结果的选项。 I+`~6  
    通过这种方法获得了以下三个结果：我们将对其进行进一步评估。     &z1r$X.AW  
    fcJ#\-+E  
    )_xM)mH  
    纯相位传输设计     T`a [~:  
    Am  kHVg  
     bB)EJCPq>  
    ?>RJ8\Sj  
    结构设计 a}jaxGy  
    N1#*~/sXh  
     tTWYlbDFN  
    =x/]2+ s  
    & r\z9!   
    更深的分析 [|k@Suv |z  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 r<&d1fM;X  
    •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。 .]v8W51Y  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 #FuOTBNvB  
    +(cs,?`\  
     g&BF#)7C  
    5G\vV]RR&  
    使用TEA进行性能评估 @uT\.W:Q2  
    t55 '  
     9Z rWG  
     [",W TZ:  
    使用FMM进行性能评估 }1d 6d3b  
    1(rH5z'F  
     ETjlq]@j  
    h7I_{v8  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 "'II~/9  
    Wd&!##3$Q  
     b/5;377_  
    )Hl;9  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 Tv~<W4  
    +a"A svw2  
     y=5s~7]  
     K^s!0[6  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 *vUKh^="  
    zOWbdd_zl  
     gWgYZX  
     N;<<-`i  
    VirtualLab Fusion技术 &7|=8Z[o  
    _%z)Y=Q  
     L;E9"7Jo  
    " 0K5 /9  
     
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