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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 i%MA"I\9  
    -Uri|^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。 OT;cfkf7  
    M!#AfIyB  
    <XvYa{t]{  
     {\L|s5=yr  
    设计任务 nP OO3!<{  
    3p&jLFphL  
    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 rFfy#e  
    0E1=W 6UZ  
     uOre,AQR  
    5j`v`[B;  
    光栅级次分析模块设置 ^SAq^3^P!  
                           9T?64t<Ju  
    c|Y!c!9F  
    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。 {@45?L('  
    2f^-~dz  
    Z7KXWu+6`m  
    P5Dk63z]  
    Oy%Im8.-A#  
    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。 >(3'Tnu  
    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。 B=dseeG[To  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 "S(yZ6r"  
    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。 lV)G@l[1  
    tt{`\1q  
     h R~v  
    衍射分束器表面 "wINBya'M  
    A0>x9XSkJ  
     # 66e@  
    s/h7G}Mu  
    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。 )!sa)\E?  
    o:9$UV[  
    ]F+K|X9-  
    puF%=i  
    f?maa5S  
     c D7FfJ  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) {*$9,  
    fI]bzv;  
     C_Gzv'C"L  
    'evv,Q{87  
     一般光栅组件提供了薄元近似(TEA)和傅里叶模态方法(FMM)作为解决模型给定的光栅。 Yf= FeH7"  
     薄元近似通常产生更快的结果，当结构小于波长的5倍,可能有精度问题，。 />F.Nsujy  
     傅里叶模态方法允许一个严格的模拟，但需要更高的数值计算。 nvH|Ngg Q  
    >0T Za  
      D%gGRA  
    3Oiy)f@{TF  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 6v>z h  
    NnOI:X {  
     Dft%ip2  
    光栅级次分析仪提供了所有衍射阶的效率的概述，作为许多可能的输出。 2yxi= XWZ  
    F~R7~ZE  
    gt@SuX!@{^  
    使用可编程光栅分析仪，用户可以指定应计算的值。例如:总效率、均匀性误差、0阶效率 #KE;=$(S  
    F. T@)7  
    agT7=hX].  
    设计与评估结果 j|(:I:]  
    相位功能设计 Y&GuDLUF  
    结构设计 ]| WA#8_|  
    TEA评价 4U{m7[  
    FMM评估 K'Spbn!nC  
    高度标度（公差）     &h(g$-l?[  
    5 0Ad,mn<  
    通用设置 C0(sAF@  
    pBU]=[M0  
    kFwxK"n@C  
    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。 U&Ab# m;  
    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。     ? d5h9}B  
    hVf^  
     5~s{N  
    纯相位传输设计     s0lYj@E'  
    aDveU)]=1  
     De]^&qw(  
    WsB3SFNG  
    结构设计 G=cNzr9  
    GA@ Ue9  
     ]3+``vL  
    !g2a|g   
    2GUupnQkD  
    更深的分析 Abf1"#YImy  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 j+Zt.KXjT  
    •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。 9wMEvX70  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 (I~\,[  
    ^@"c`  
      qpTm  
    0x71%=4H^x  
    使用TEA进行性能评估 ev"M;"y  
    blp=Hk  
     "kr,x3 =  
     -l JYr/MSL  
    使用FMM进行性能评估 VA2<r(y~(  
    ^aptLJF  
     w[sR7T9*  
    Fr;lG  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 m}pL`:e!  
    Mj'lASI  
     $?$9y ^\  
    50,Y  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 ZpWu,1  
    nsl*Dm"*F  
     \xeVDKJH+n  
     R,b59,&3/  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 Rf:<-C0T  
    a2X h>{  
     n1?}Xq|  
     Z(UD9wY5m  
    VirtualLab Fusion技术 P&\X`ZUA  
    i6PE6> 1/  
     G4m4k  
     
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