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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  +,gI|  
    1.4]T, `  
    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。 %e+hM $Q  
    ck){N?y  
    4t|ril``]  
     i-vhX4:bd  
    设计任务 kVCS FF*  
    x}?y@.sn8  
    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 Eg FV  
     I QS|  
     :MV]OLRM  
    <=l!~~%  
    光栅级次分析模块设置 {Nuwz|Ci  
                           ! ;x  
    dP=1*  
    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。 @kenv3[Lc  
    y+)][Wa0  
    |<96H8  
    h/ ?8F^C#v  
    47ppyh6@  
    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。 rbHrG<+7zO  
    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。 vRpMZ)e  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 eu@-v"=w  
    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。 %M2.h;9]*\  
    i/2OE&*O[  
     #'^!@+)  
    衍射分束器表面 $W<H[k&(B  
    FVW<F(g`  
     Ol`/r@s  
    >0k7#q}O  
    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。 y\$B9KX  
    ( \{9W  
    B$1e AwT9  
     oJ ~ZzW  
    E{[c8l2B  
     s^TF+d?B  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) T;XEU%:LK  
    bHH{bv~Z  
     .h~M&d!  
    ,%w_E[2  
     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。 1&\_|2  
     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，。 p+ SFeUp  
     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。 @>,3l;\Zh  
    -==@7*x!Z  
     +Pd&YfU9  
    Q#wASd.  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 6a[D]46y,2  
    ,>A9OTSN\  
     Z $ Fh4  
    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。 "IA[;+_"  
    !MS z%QcO  
    PX65Z|~>_  
    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 0AP wk }  
    -l+ &Bkf  
    :0$(umW@I"  
    设计与评估结果  LKieOgX  
    相位功能设计 dE!{=u(!i  
    结构设计 RXh0hD  
    TEA评价 7Te`#"  
    FMM评估 M8X*fYn  
    高度标度（公差）     VQ5T$,&  
    [wG?&l$.KB  
    通用设置 $6}siU7s4  
    =B4U~|k  
    m8,P-m  
    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。 7Oe |:Z  
    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。     O Ul+es  
    1dh_"/  
    x tg3~/H  
    纯相位传输设计     ?v PwI  
    ny%-u &1k  
     3Wxl7"!x m  
    )28Jz6.I  
    结构设计 Idop!b5!  
    S!A)kK+  
     {\ [u2{  
    wvvMesX<L  
    m:5*:Ii.  
    更深的分析 9_V'P]@  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 7GY[l3arxv  
    •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。 zk=5uKcPE  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 o)F^0t  
    |C?<!6.QmV  
     RKFj6u  
    ~j}di^<{  
    使用TEA进行性能评估 c) Zid1  
    jG)fM?  
     }C!N$8d,  
     | VPs5  
    使用FMM进行性能评估 B;9X{"  
    KGd L1~  
     *L7 ZyERs  
    %>`0hk88  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 0^nnR7  
    pqFgi_2m  
     EpSVHD:*  
    Qc#<RbLL  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 3$[!BPLFO  
    )%Z<9k  
     b7Jk{x #u  
     ag^EH"%zw  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 / >c F  
    ]u  4  
     wG6>.`:  
     -8;U1^#  
    VirtualLab Fusion技术 e8 4[B.  
    0FD#9r  
     ax0RtqtR&  
    Eh&*"&fHR  
     
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