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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 正序阅读 楼主  发表于: 2025-03-10
    摘要 un!v1g9O  
    oL R/\Y(  
    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。 MYb^G\K  
    iex%$> "  
    F4-rPv  
     f^hJAZ  
    设计任务 [G|(E  
    3B%7SX  
    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 i)(G0/:  
    Y)lr+~84f  
     EUI*:JU-  
    aB (pdW4  
    光栅级次分析模块设置 "XV@O jr E  
                           ^1c7\"{  
    PN9vg9'  
    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(\vl@N=  
    mX.mX70|J  
    r{d@74  
    R#ZJLT  
    ]D5Maid+  
    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。 VFF5 Tp  
    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。 CDtL.a\  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 3t.!5 L  
    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。 \hI?XnL#  
    A9SL|9Q  
     ZRc^}5}WA  
    衍射分束器表面 3  ;F  
    2+)h!y]  
     |Fze9kZO  
    z8S]FpM6  
    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。 HH6H4K3Zj  
    d)biMI}<5  
    k0PwAt)65  
    $$0 < &  
    wDoCc:  
     ]<YS7.pT  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) _8K8Ai-~.>  
    8r[TM  
     aw lq/  
    Jpp-3i.F#  
     一般光栅组件提供了薄元近似(TEA)和傅里叶模态方法(FMM)作为解决模型给定的光栅。 ziO(`"v  
     薄元近似通常产生更快的结果，当结构小于波长的5倍,可能有精度问题，。 C^'r>0  
     傅里叶模态方法允许一个严格的模拟，但需要更高的数值计算。 c 8  
    !F~1+V>zP  
     0Qeda@J  
    euT=]j  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 5"3 `ss<m  
    yyu-y0_  
     91&=UUkK?  
    光栅级次分析仪提供了所有衍射阶的效率的概述，作为许多可能的输出。 N#-. [9!  
    +&f_k@+  
    N GnE  
    使用可编程光栅分析仪，用户可以指定应计算的值。例如:总效率、均匀性误差、0阶效率 n{<@-6  
    Cpd>xXZz&S  
    yr>J^Et%_  
    设计与评估结果 E>*b,^J7g  
    相位功能设计 `g(#~0R  
    结构设计 <bCB-lG*Kb  
    TEA评价 }0 H<G0   
    FMM评估 =&"pG` x  
    高度标度（公差）     $(0<T<\  
    yRyRH%p)  
    通用设置 !E00I0W-h  
    ,*lns.|n  
    $X.F=Kv  
    提供多次运行文档，允许用户执行任意数量的设计，并提供根据特定标准筛选结果的选项。 b9i_\  
    通过这种方法获得了以下三个结果：我们将对其进行进一步评估。     $$4flfx  
    !U(S?:hvW  
    Z \ @9*  
    纯相位传输设计     'CqAjlj  
    ;XZN0A2  
     im:[ViR {  
    q\!"FDOl4  
    结构设计 Dqwd=$2%  
    ]!P6Z?  
     /M]P&Zb |  
    lc fAb@}2  
    n 78!]O  
    更深的分析 U$a)lcJd  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 p*cyW l  
    •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。 j;j~R3B  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 OH n~DL2  
    &l{ctP%q  
     Lnn^j#n  
    G;t< dJ8  
    使用TEA进行性能评估 *CF80DJ  
    Qqb%^}Xx'u  
     :nnch?J_  
     =r`E%P:  
    使用FMM进行性能评估 A9DFZZ0  
    w\Q(wH'  
     {ByKTx &  
    'X&"(M  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 Te)%L*X  
    r_'];  
     z:dW'U?1  
    {~EsO1p  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 1,Pg^Xu  
    TK> ~)hc}  
     D2MIV&pahP  
     +['1~5  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 E){ODyk  
    9*n?V;E  
     t?weD{O  
     Gh{9nM_\"  
    VirtualLab Fusion技术 K;\fJ2ag  
    Pa|*Jcr  
     0!:%Ge_  
     
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