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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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    光券
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2025-03-10
    摘要 !4.^@^L|\  
    [Et\~'2w8=  
    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。  %!h+  
    92_H!m/  
    fTtSx_}3H  
     #UeU:RJ1  
    设计任务 I[IQFka}  
    R* G>)YH  
    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 g)6 k?Y  
    $ rnr;V  
     7TY"{? ~O5  
    .Tqvy)'  
    光栅级次分析模块设置 &L`p4AZ  
                           %D0Ws9:|  
    /[dAgxL  
    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。  #X_M  
    7+r5?h|  
    k8>^dZub  
    :2gO) 'cD  
    -7VV5W  
    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。 ~'\u:Imuo  
    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。 boB{Y7gO4  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 G"sc;nT  
    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。 ]h$TgX  
    IH:Cm5MV  
     @CUDD{1o  
    衍射分束器表面 TL:RB)- <  
    T )]|o+G  
     iPYlTV  
    O~]G(TMs8W  
    为了进一步评估，使用了通用光栅光学设置，其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪，以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 XYTcG;_z  
    L KR,CPz  
    d>psqmQ  
    qiJ{X{lI  
    <L#r6y~H  
     _I5+o\;1  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) HjR<4;2  
    x"De 9SB  
     K%Ml2V   
    R;2 -/MT-  
     一般光栅组件提供了薄元近似(TEA)和傅里叶模态方法(FMM)作为解决模型给定的光栅。 8}@a?QS(&  
     薄元近似通常产生更快的结果，当结构小于波长的5倍,可能有精度问题，。 D8XXm lo  
     傅里叶模态方法允许一个严格的模拟，但需要更高的数值计算。 "!?Ya{  
    '2oBi6|X  
     KphEw[4/  
    SJ@_eir\o  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 Xxw.{2Ji!q  
    LK~ 0ck7  
     }1 ^.A84a  
    光栅级次分析仪提供了所有衍射阶的效率的概述，作为许多可能的输出。 IW*.B6Hw8  
    &|*|  
    8G<.5!f7`N  
    使用可编程光栅分析仪，用户可以指定应计算的值。例如:总效率、均匀性误差、0阶效率 Pw.+DA  
    z8MYgn 7  
    -&tiM v  
    设计与评估结果 Vd~k4  
    相位功能设计 <{uIB;P  
    结构设计 ')<$AMy1  
    TEA评价 ;Yj&7k1  
    FMM评估 d a9 *>+[  
    高度标度（公差）     i[J',  
    +[+ Jd)Z  
    通用设置 p(%x&*)f  
    +__Rk1CVh  
    `BY`ltW  
    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。 1XRVbQt  
    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。      1qF.0  
    b L~<~gA  
    Kfl+8UR5=  
    纯相位传输设计     ysPW<  
     VVY\W!  
     D%v yO_k  
    TmiQq'm[b  
    结构设计 /2 N%Z  
    zFIKB9NUn  
     2$=HDwv  
    gE~31:a^  
    `R^VK-=C  
    更深的分析 eF@E|kK  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 k@'.d)y0`  
    •可以利用这一点来纠正零阶不期望的效率，从而改善均匀性。 M#m7g4*L!  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 KNhH4K2iP8  
    Xqk$[ peS  
     rOGJ%|%(  
    cAS5&T<  
    使用TEA进行性能评估 ?~Des"F6)1  
    Lif mYn[  
     K km7L-  
     >Ko )Z&j9W  
    使用FMM进行性能评估 19_F\32  
    W%o){+,  
     ^ 9i^Ci9  
    ?}.(k/  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 )d~Mag+  
    PhQD}|S  
     ;DTNw=  
    {ig@Iy~DT  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 iy 5  
    c=gUY~Rl  
     t +_G%tv  
     1N &U{#4  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 '%,Re-8O  
    +Muyp]_  
     '"EOLr\Z,  
     <~3 a aO  
    VirtualLab Fusion技术 }|d:(*  
    ?#'qY6 ^  
     BI s!  
     
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