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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: 2025-03-10
    摘要 8^;[c  
    .eW}@1+[;  
    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。 !z X`M1J  
    w-[WJ:2.  
    _ Onsfv  
     YMnG-'^Z  
    设计任务 gOa'o<  
    M)6_Ta l  
    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 W,YzD&f=uS  
    Z~$=V:EA?  
     ="3Hc=1?R  
    ~f 2H@#  
    光栅级次分析模块设置 V@<tIui$  
                           NFPW#-TF  
    lRnst-inlI  
    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。 q~.\NKc  
    A\lnH5A  
    +Tde#T&[  
    L.lmbxn  
    ; P I=jp  
    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。 4p&qH igG  
    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。 }S3m wp<Y  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 I-4csw<Qy  
    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。 vn~DtTp/  
    O9oVx4=  
     e{.2*>pH  
    衍射分束器表面 nX<!n\J T  
    ow]S 3[07  
     3Z NYR'  
    d~uK/R-KD  
    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。 eI8^T?  
    }8GCOY  
    &CF74AN#  
    6T&6N0y+9  
    15#v|/wI'  
     m!a<\0^  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) )7c\wAs  
    qS>P,>C  
     &6FRw0GX  
    #z-6mRB  
     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。 fyT:I6*  
     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，。 rPkV=9ull,  
     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。 #JeZA0r5  
    KWCA9.w4q  
     AnG/A!G  
    CT3wd?)z`  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 -#j-Zo+<  
    o;M"C[  
     e(x1w&8dB  
    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。 C0z E<fl  
    k# ZO4  
    5W>i'6*  
    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  nsij;C  
    2!cP[ Ck  
    g&O%qX-  
    设计与评估结果 ^4x(a&  
    相位功能设计 k]`I 3>/L  
    结构设计 ~EW (2B{u  
    TEA评价 %A`f>v.7 c  
    FMM评估 x&+/da-E/5  
    高度标度（公差）     0^*4LM|z  
    3X89mIDr  
    通用设置 Uc!} D  
    fBS;~;l  
    $dFEC}1t  
    提供多次运行文档，允许用户执行任意数量的设计，并提供根据特定标准筛选结果的选项。 '{QbjG%<P  
    通过这种方法获得了以下三个结果：我们将对其进行进一步评估。     ^;$a_eR  
    .T L0cfTo  
    uXxyw7\W  
    纯相位传输设计     <<6i6b  
    Dsw(ti`@  
     aN}yS=(Ff  
    ;t:B:4r(j  
    结构设计 8k2prv^  
    ox{)O/aj  
     i*#Gq6qZq  
    NcZ6!wWdE  
    } =?kf3k  
    更深的分析 (WCpaC  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 K;,n?Q w  
    •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。 :@KWp{ D7  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 W=&\d`><k  
    z^gf@r  
     hdQ[=PH)  
    Ms=x~o'  
    使用TEA进行性能评估 <QQgOaS`2  
    ~#h@.yW^JN  
     320Wm)u>:  
     ow:c$Zq  
    使用FMM进行性能评估 36@)a5  
    15 x~[?!  
     vY7C!O/y_k  
    o_t2 Z  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 7C9qkQ Jqn  
    fCJ:QK!  
     2.p7fu  
    h2`W~g_  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 RvZi%)  
    |F-_YR  
     4pJOJ!?  
     Y 6K<e:Y  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 P+:FiVj@~  
     4>uz'j<  
     Jt43+]  
     mLd=+&M  
    VirtualLab Fusion技术 _&D I_'5q+  
    1u:OzyJy  
     MlkTrKdGi  
     
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