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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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    只看楼主 正序阅读 楼主  发表于: 2025-03-10
    摘要 _F! :(@}  
    XSD"/_xD  
    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。 ?Ozk^#H[  
    *oKgP8CF  
    EPQ&?[6  
    5dbX%e_OP  
    设计任务 -$xKv4  
    Ar\IZ_Q  
    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 e!TG< (S  
    ]kyle3#-~  
    kt;}]O2%R  
    ~3LhcU-  
    光栅级次分析模块设置 UDhwnGTq(l  
                           $0S.@wUG  
    Dh*~U :6$g  
    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 $_4oN(WSz  
    ;4+qPWwq8W  
    se4w~\/  
    d w|-=~  
    AaJ,=eQ  
    1. 通过应用设计带中的结构设计,所得到的传输函数可以转换为结构轮廓。 :_W 0Af09  
    2. 对于此转换,使用了薄元近似(TEA)。因此,所得到的结构与初始相位函数成正比。 J[I"/sdk-  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 oVKsic?  
    4. 要在不同的模拟场景中使用这种结构,需要从组件内部获取实际的采样表面或指定的堆栈。 3(oZZz  
    ZE5-i@1  
    CUAg{]  
    衍射分束器表面 K8e4ax  
    @h,h=X  
    (:tTx>V#  
    WM~J,`]J  
    为了进一步评估,使用了通用光栅光学设置,其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪,以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 F] dmc,Q  
    yHa:?u6  
    a!s.850@  
    GQEI f$  
    o3kt0NuF,  
    C*Y :w  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) O=4c eE mz  
    F[Guy7?O  
    7]<F>97  
    #dxJ#  
     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。 F$"MFdc[  
     薄元近似通常产生更快的结果,当结构小于波长的5倍,可能有精度问题,。 6!gtve_  
     傅里叶模态方法允许一个严格的模拟,但需要更高的数值计算。 Kt/+PS  
    W(]E04  
    < e7<t9  
    Q]2sj:  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 Ppi-skT  
    A*-]J=:E {  
    cq@_*:~Or  
    光栅级次分析仪提供了所有衍射阶的效率的概述,作为许多可能的输出。 O?4vC5x  
    5<:VJC<  
    <IHFD^3|j  
    使用可编程光栅分析仪,用户可以指定应计算的值。例如:总效率、均匀性误差、0阶效率 Nv*E .|G  
    76u/WC>B  
    1OfSq1G>v$  
    设计与评估结果 6B!j(R  
    相位功能设计 Bp=oTC G  
    结构设计 TCEXa?,L  
    TEA评价 {8*d;[X50  
    FMM评估 !?us[f=g%  
    高度标度(公差)
    {{4p{  
    .5#tB*H  
    通用设置 `lV  
    f2SU5e2  
    +UpMMh q  
    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。 c],frhmyd  
    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。
    AD!<%h:  
    J6^Ct  
    &ttv4BC^r  
    纯相位传输设计
    SCt=OdP=  
    iz%A0Z+`bg  
    &Curvc1fm  
    zvK5Zxl  
    结构设计 fEv<W  
     HN~v&,  
    3A}nNHpN  
    ou,=MpXx*  
    4 HJZ^bq9|  
    更深的分析 +=B}R  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 mrLx]og,  
    •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。 tci%=3,)  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 L->f= 8L  
    d;NFkA(df  
    ]ZryY EB  
    h<^:Nn  
    使用TEA进行性能评估 #()cG  
    zcD_}t_K  
    D @4&@>  
    Jn <^Q7N  
    使用FMM进行性能评估 mJDKxgGK  
    fj t_9-.  
    {i%x s#0h  
    eE.5zXU3R  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 sG1]A:_<C  
    4gkV]" H!  
    Jr>S/]"  
    i\Q"a B"r  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 b[[6X  
    VgZaDd;  
    b-(UsY:  
    o"ah\"#el  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 )`+@j.75  
    QY\wQjwuW  
    >K|GLP  
    wq_oh*"  
    VirtualLab Fusion技术 ssJDaf79  
    _l{ 5 'm  
     ZV q  
     
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