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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: 03-10
    摘要 eL1)_M;{  
    IqCh4y3  
    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。 ]VoJ7LoCZ'  
    W=I~GhM  
    /kV5~i<1S  
     Y'Yu1mH)  
    设计任务 OU[ FiW-E  
    KtcuGI/A  
    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 "eIE5h  
    v,jB(B^|Z  
     )W>9{*4 m  
    F./P,hhN9  
    光栅级次分析模块设置 3/Dis) v8  
                           ;umbld0  
    kC iOcl*$  
    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。 df{6!}/(  
    5l]qhi3f  
    /hYFOZ  
    ->'xjD  
    J@qwz[d i  
    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`^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。 tja7y"(]  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 ]\F}-I[  
    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。 1IN^,A]r2h  
    3 (F+\4aRm  
     3Qd%`k  
    衍射分束器表面 ~iJ@x;`  
    oO9yI^  
     ,S?M;n?z_  
    s1J( -O  
    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。 i2!0bY  
    2XrYm"6w  
    {2LG$x-N%  
    hw1J <Pl*  
    Eb p=du  
     %:8XZf  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) Go !{T  
    pg3h>)$/  
     QG 1vP.K  
    BOme`0A  
     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。 UB]]oC<  
     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，。 )D" 2Q:  
     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。 9`Xr7gmQf  
    rSKZc`<^  
     8@]vvZ2/gj  
    o)M<^b3KO  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 -*;JUSGh  
    CK8!7=>}^  
     (/C 8\}Ox  
    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。 ZdlQ}l#F  
    9:7&`J lC#  
    Q+dLWFI  
    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 <+: PTG/('  
    s,~g| I\  
    Bh7dAV(  
    设计与评估结果 l8+;)2p!  
    相位功能设计 Svm'ds7>  
    结构设计 $ZRvvm!f  
    TEA评价 LUEZqIf  
    FMM评估 beFD}`  
    高度标度（公差）     <X ([VZ  
    }r|$\ms  
    通用设置 |b+CXEzo  
    Y``]66\Fp  
    g1&q6wCg|  
    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。 2{4f>,][  
    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。     FvDi4[F#  
    "ed A  
    Sw`+4 4  
    纯相位传输设计     ;]T;mb>  
    7Jn%c<s  
     ITfz/d8  
    /-Nq DRmJ  
    结构设计 qb +Gjgp  
    Y, {pG]B$w  
     7,FhKTV1/  
    =}2k+v-B  
    _c,{}sn  
    更深的分析 )^m"fQ+  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 nc;iJ/\4  
    •可以利用这一点来纠正零阶不期望的效率，从而改善均匀性。 | A# \5u  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 iIc/%< ;  
    FMz>p1s|dK  
     F-GH?sfvi  
    -(9TM*)O  
    使用TEA进行性能评估 l]S%k&  
    d bHxc@H  
     f'O cW* t  
     o`{^ptu1q  
    使用FMM进行性能评估 !H~PF*,hY  
    S%3&Y3S  
     ?P(U/DS8  
    ~$m:j];  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 z~#d@c\  
    ;jFUtG  
     }B&+KO)  
    "-g5$v$de  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 HEF\TH9  
    8p PQ   
     {gI%-  
     ebhV;Q.  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 (B Ig  
    \Yr&vX/[p  
     `Af5%m[  
     r;GAQH}j_  
    VirtualLab Fusion技术 L@`:mK+;  
    /hAy1V6  
     (= W u5H  
     
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