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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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    光币
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    光券
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    只看楼主 正序阅读 楼主  发表于: 2025-03-10
    摘要 cZB?_[Cp  
    cR'l\iv+  
    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。 N`3q54_$  
    h0m+u}oP_H  
    5f;6BP  
     h$p]M^Z7  
    设计任务 gEghDO_G  
    BvQMq5&  
    使用近轴近似的衍射1：7×7分束器的初步设计通过严格分析，进一步优化零阶均匀性和影响 rC`pTN  
    K/xn4N_UX  
     muh[wo  
    +rAmy  
    光栅级次分析模块设置 =35g:fL  
                           Q=YIAGK  
    H7{)"P]{f  
    使用常规的分束器会话2编辑器，VirtualLabFusion提供了一个指导工具，允许用户一步一步地指定所有影响分束器设计的参数。 Z3C]n,I  
    .|\}] O`  
    /\L-y,>X  
    PHQ7  
    RT+pB{Y  
    1. 通过应用设计带中的结构设计，所得到的传输函数可以转换为结构轮廓。 Db:^Omw o  
    2. 对于此转换，使用了薄元近似(TEA)。因此，所得到的结构与初始相位函数成正比。 y vIeK6  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 F ru&-T[  
    4. 要在不同的模拟场景中使用这种结构，需要从组件内部获取实际的采样表面或指定的堆栈。 V{jQ=<)@e  
    Dj?84y  
     >:o$h2  
    衍射分束器表面 |7Dc7p"D  
    ZhqGUb  
     P 2-^j)  
    #VM+.75o1  
    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。 ,> Ya%;h2k  
    azhilUD8  
    ?04jkq&  
    >W?i+,g  
    hFMJDGCw>Q  
     v2Ft=_*G|  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) o#Gf7.E8  
    53X i)  
     9%#u,I  
    d/"%fpp^0G  
     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。 hkpS}*L9o  
     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，。 5q^5DH_;  
     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。 3VZ}5  
    Oj=g;iY  
     a!@(bb z>  
    .8%&K0  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 $~3?nib"j  
    EpW89X  
     X-4(oE  
    光栅级次分析仪提供了所有衍射阶的效率的概述，作为许多可能的输出。 :$=]*54`T  
    <lkt'iT=Sz  
    :Bh7mF-1  
    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 */_$' /q V  
    gB_gjn\  
    d[F3"b%  
    设计与评估结果 xe4`D>LUo  
    相位功能设计 u+;iR/  
    结构设计 Nf5zQ@o_y  
    TEA评价 X :#}E7]j  
    FMM评估 <@S'vcO  
    高度标度（公差）     <B Vx%  
    +xL' LC x  
    通用设置 01n7ua*XX  
    pP-L{bT  
    o$p] p9  
    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。 H2S/!Q;K  
    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。      .: Zw6  
    5_\1f|,  
    5(>ux@[qI:  
    纯相位传输设计     FrsXLUY  
    LVaJyI@/>  
     ms&6N']  
    .~a.mT  
    结构设计 /g>]J70  
    /[qLf:rGI  
     WCYVonbg"  
    \"a~~Koe  
    /pC60y}O0  
    更深的分析 :sS4T&@1=  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 +ovT?CM o  
    •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。 jL{k!V`s  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 j;<s!A#  
    Sa-" G`  
     sis1Dh9:  
    *`40B6dEr  
    使用TEA进行性能评估 Obx!>mI^6  
    mKLWz1GZ  
     v]'\]U^  
     m f\tMik<  
    使用FMM进行性能评估 ~#dfZa&   
    SN 4JX  
     |&MO us#v  
    !S'!oinV  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 L0R$T=~%)  
    YIs_.CTi  
     <Zo{D |hW  
    \bies1TBB^  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 w!b;.l  
    6s t^-L  
     e F(oHn,  
     Uuktq)NU  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 !TN)6e7`  
    Ekn3ODz,  
     @,{Qa!A>l  
     VFK]{!C_  
    VirtualLab Fusion技术 zCS&w ~  
    `Bb32L   
     `NQ;|!  
     
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