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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 倒序阅读 楼主  发表于: 2023-08-09
    摘要 P8tCzjrV  
    a(h@4 x  
    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。 ONc#d'-L  
    rAgpcp}  
    ?pA_/wwp  
     #X6=`Xe#  
    设计任务 j}8^gz]  
    7'`nTF-@v  
    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 [u-=<hnoa  
    Ra C6RH  
     GW]t~EL  
    Gr3 q  
    光栅级次分析模块设置 hG}/o&}U  
                           =E~_F>SD  
    c{T)31ldW  
    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。 dE (d'*+a  
    kC'm |Y@T  
    ~fO#En  
    &d"s cM5  
    :rvBx"  
    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。 TdoH(( nY  
    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。 E,4*a5Fi  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 I."s&]FZ  
    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。 Zh?n;n}  
    YT@H^=  
     C{6m?6  
    衍射分束器表面 t V7{j'If  
    Pfm B{  
     V{rQ@7SE  
    5)w;0{X!P  
    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。 :[Ie0[H/M  
    2%]#rZ  
    Qk^}  
    pU u')y  
    ~\c  j  
     EV~?]Kt~  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) I*(7(>zgyv  
     mNX0BZ  
      GU xhn  
    *`tQX$F  
     一般光栅组件提供了薄元近似(TEA)和傅里叶模态方法(FMM)作为解决模型给定的光栅。 \9} -5  
     薄元近似通常产生更快的结果，当结构小于波长的5倍,可能有精度问题，。 [,|4%Y  
     傅里叶模态方法允许一个严格的模拟，但需要更高的数值计算。 <H1e+l{8$  
    @$wfE\_L  
     z}p*";)A  
    "(:8 $Fb  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 {_4zm&  
    y!\q ', F  
     o* QZf *M  
    光栅级次分析仪提供了所有衍射阶的效率的概述，作为许多可能的输出。 j9= )^?  
    UD5f+,_;  
    QwI HEmdM  
    使用可编程光栅分析仪，用户可以指定应计算的值。例如:总效率、均匀性误差、0阶效率 4ug4[  
    oMN Qv%U  
    ITjg]taD  
    设计与评估结果 ,9 .NMFn  
    相位功能设计 L!2Ef4,wAz  
    结构设计 "04:1J`  
    TEA评价 q4u-mM7#7  
    FMM评估 ' PmBNT  
    高度标度（公差）     *0 ;|  
    m=]}Tn  
    通用设置 @OC*:?!4  
    QFEc?sEe  
    a+n?y)u  
    提供多次运行文档，允许用户执行任意数量的设计，并提供根据特定标准筛选结果的选项。 By0Zz  
    通过这种方法获得了以下三个结果：我们将对其进行进一步评估。     E^m2:J]G  
    e?dR'*-z  
    )/t=g  
    纯相位传输设计     M,P:<-J  
    [xPO'@Y  
     AT I2  
    <P c;8[  
    结构设计 rf$ eg  
    vLM-v  
     "=9)|{=m  
    }4xz,oN  
    Dn;$4Dak(  
    更深的分析 Oxh . &  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 2iWxx:e  
    •可以利用这一点来纠正零阶不期望的效率，从而改善均匀性。 K.6xNQl{}  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 "ODs.m oq  
    t$*CyYb{@  
     })ic@ Mmd$  
    g U v`G  
    使用TEA进行性能评估 )<%IY&\  
    7p,!<X}%  
     $C6O<A  
     rh(77x1|(G  
    使用FMM进行性能评估 IZ+ZIR@}ci  
    :FI 4GR*?  
     i>@"&  
    ^g n7DiIPH  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 Qx[ nR/  
    &?yVLft  
     gz"I=9  
    0'^zIL#.  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 b/'RJQSAc  
    C)0JcM  
     hjY)W;  
     nsV;6^>  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 pkEqd"G  
     .tRWL!  
     EX,)MU  
     w]Vd IS  
    VirtualLab Fusion技术 :jljM(\  
    Klk[ h  
     \Y}nehxG@  
     Q ,)}t  
     
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