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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 倒序阅读 楼主  发表于: 2025-03-10
    摘要 uXA}" f2  
    04Uyr;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。 vMJ_n=Vf  
    GbkDs-  
    fCO<-L9k$  
     NJ$Qm.S  
    设计任务 RO[X #c  
    Kb/qM}jS  
    使用近轴近似的衍射1：7×7分束器的初步设计通过严格分析，进一步优化零阶均匀性和影响 02:`Joy2D  
    4 4WyfpTJ*  
     !b$~Sm)  
    t`eIkq|NxI  
    光栅级次分析模块设置 OzTR#`oey  
                           F+D e"^As  
    L?Ih;  
    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。 B\ZCJaMb  
    G]Im.x3O-  
    Wrm3U/>e  
    ) 2jH&}K  
    v>j<ky   
    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。 @RdNAP_6  
    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。 VEL!-e^X&  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 \SJX;7 ST  
    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。 6OtNWbB  
    LF:~& m  
     P|;v>  
    衍射分束器表面 TTo?BVBK  
    M@pF[J/  
     '+GYw$  
    16~5;u  
    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。 6>'>BamX  
    *oh,Va  
    &TN.6Hm3  
    ?'tFTh  
    !<h-2YF<M  
     4~d:@Gmk&  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) I3ugBLxVC3  
    A`I1G9s  
     S} &1_I  
    vcP_gJz  
     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。 & }_tALg  
     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，。 kWC xc0  
     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。 Jg.^h1>x  
    tCj\U+;  
     W$gjcsv  
    LZJFp@  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 ny<D1>{90  
    *M$$%G(4  
     Lr "V  
    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。 @G|z _  
    LO%OH u}]  
    8xoC9!xt  
    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 )<5hga][~a  
    y XCZs  
    HeHo?<>|d  
    设计与评估结果 $WQm"WAKe  
    相位功能设计 +4[Je$qYa  
    结构设计 ji5Nq+S2  
    TEA评价 }AS3]Lub@  
    FMM评估 V#~.n ;d  
    高度标度（公差）     ?nM]eUAP  
    6ziBGU#.-  
    通用设置 <CS,v)4,nH  
    :;&3"-  
    U@}P]'`'f  
    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。 t+Qx-sW  
    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。     -_>E8PhM  
    z E\~Oa;  
    cfc=a  
    纯相位传输设计     X09i+/ICK  
    NU 3s^ 8\(  
     iu`B8yI  
    CI|#,^  
    结构设计 w!Ii   
    85:mh\@-G  
     ,,h>_IA  
    .6iJ:A6T  
    6MQyr2c  
    更深的分析 3AcDW6x|  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 *3y_FTh8ra  
    •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。 9*(uJA  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 G;J!3A;TE  
    af=lzKt*  
     jf=90eJc  
    6D4 j];~X  
    使用TEA进行性能评估 g:&PjKA  
    58PL@H~@0  
     M"ZeK4qh  
     ~AcjB(  
    使用FMM进行性能评估 wqJ1^>TB  
    S\@U3|Q5  
     A/~^4DR  
    or[!C %  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 %)y-BdSp.  
    ]q|U0(q9  
     J/c5)IB|  
    0w6"p>s>c  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 JiX-t\V~  
    oox;8d4}y  
     N{K[sXCW  
     88zK)k{  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 Ka8Bed3  
    2nI^fVR%\  
     j"vL$h  
     gzp]hh@4  
    VirtualLab Fusion技术 L ?S#3@Pa  
    T{*!.+E  
     [:l=>yJ{(  
     
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