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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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    离线infotek
    科学家
     
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    光币
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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 4q 2=:"z4  
    wshp{ 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。 ;JD3tM<  
    cM7k){  
    Y|qixpP  
     TG%hy"k  
    设计任务 Osvz 3UMY3  
    wDC/w[4:  
    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 7AFS)_w  
    %?9r(&  
     |?t8M9[Z  
    K {1ZaEH  
    光栅级次分析模块设置 Vlxb<$5Nh  
                           .8uwg@yD  
    i4n%EDQ  
    使用常规的分束器会话2编辑器，VirtualLabFusion提供了一个指导工具，允许用户一步一步地指定所有影响分束器设计的参数。 q MT.7n:  
    U(&nh ?  
    K1wN9D{t'  
    FsPDWy&x  
    {ALBmSapK"  
    1. 通过应用设计带中的结构设计，所得到的传输函数可以转换为结构轮廓。 A>1p]#  
    2. 对于此转换，使用了薄元近似(TEA)。因此，所得到的结构与初始相位函数成正比。 Hk~ gcG  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 8UY=}R2C  
    4. 要在不同的模拟场景中使用这种结构，需要从组件内部获取实际的采样表面或指定的堆栈。 :,z3 :PL  
    3K20f8g  
     SAxa7B/U2  
    衍射分束器表面 8KELN(o$ 7  
    >^\>-U|  
     j?KB8oY`TP  
    i11GW  
    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。  '?>O  
    i7!mMO8]  
    (l!D=qy  
    g!) LhE  
    X.4ZLwX=  
     j{w,<Wt>  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) JW.&uV1Z  
    SlJ/OcAf#  
     O> ^~SO  
    Zow^bzy4  
     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。 41Q   
     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，。 \t(r@q q  
     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。 'UG}E@G  
    #vZ]2Ud= 2  
     WUK.>eM0  
    }br<2?y,  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 &*:)5F5  
    x^#{2}4u  
     LY cSMuJ  
    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。 C`T5d  
    DW%K'+@M  
    Cy> +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 |b@A:8ss  
    h+u|MdOY\  
    V5@[7ncVf  
    设计与评估结果 e%0#"6}  
    相位功能设计 l )V43  
    结构设计 +PXfr~ 4  
    TEA评价 `xAJy5  
    FMM评估 h \cK  
    高度标度（公差）     #2'&=?J1r  
    c1!/jTX$  
    通用设置 E6-(q!"A  
    1Kf t?g  
    @.@#WHde  
    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。 7MJ)p$&  
    通过这种方法获得了以下三个结果：我们将对其进行进一步评估。     mb`}sTU).  
    2DqHqq9m  
    WK)k-A^q  
    纯相位传输设计     0Lz56e'j  
    x]+KO)I  
     0bL=l0N$W  
    m]}"FMH$  
    结构设计 ZO6bG$y64  
    Kf<_A{s  
     r9'H7J  
     jy|xDQ  
    V+ ~2q=  
    更深的分析 moI<b\G@  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 lc(iy:z@  
    •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。 "8TMAF|i4  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 ly5L-=Xb  
    ZoReyY2  
     *G|]5  
    Guc^gq}  
    使用TEA进行性能评估 /j\TmcnU^  
    qc"/T16M]  
     KCT"a :\  
     3o/ a8  
    使用FMM进行性能评估 E004"E<E  
    V)jhyCL  
     k6XmBBIj-  
    ^S2} 0N f  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 5)i0g  
    6T_c#G5  
     FdHWF|D  
    {X"]92+  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 4c@F.I  
     :!FwF65  
     +mv%z3"j;  
     8gm[Q[  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 yvwcXNXR@  
    6RodnQ  
     &g>+tkC  
     - $/{V&?t  
    VirtualLab Fusion技术 >G7U7R}R  
    o-Arfc3Q  
     M)Q+_c2*  
     
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