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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 t@EHhiBz  
    7w{>bYP  
    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。 e|ngnkf(G  
    qS|t7*  
    3 a G?^z  
     Gv w:h9v  
    设计任务 <$'OSN`!  
    5rpTR  
    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 NrdbXPHceN  
    aE( j_`L78  
     J@c)SK%2h  
    lf\]^yM #  
    光栅级次分析模块设置 BHw/~Hd4  
                           @9^ozgg  
    X4U$#uI{  
    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。 u%vq<|~-  
    jn9KQe\3  
    {1V~`1(w  
    -HU5E>xG  
    KfsURTZ  
    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。 #;6YADk2_  
    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。 =FXZcP>h  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 ZVj/lOP X  
    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。 J!,<NlP0K  
    o'Byuct  
     %P2GQS-N  
    衍射分束器表面 ;V~[kF=t0  
    @e_ bG@  
     gZe(aGh  
    c} GH|i  
    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。 WBgS9qiB  
    Z!P7mH\c}  
    $Aw"?&d"  
    emo@&6*  
    !A )2<<4  
      3%G>TB  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) _>8ZL)NQQ  
    ^b]h4z$  
     c|%.B2  
    6;g"`l51  
     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。 /[iqga=  
     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，。 YzqUOMAt"V  
     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。 fWKI~/eUY|  
    ~5[#c27E9  
     _h2axXFhT  
    GRK+/1C  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 h|tdK;)  
    I dsPB)k_  
     )DS|mM)  
    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。 [;`B   
    *E0dCY$  
    6px(]QU  
    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 82.::J'e  
    =ILE/ pC-|  
    2HNKq<  
    设计与评估结果 "NY[&S  
    相位功能设计 E)l0`83~^  
    结构设计 $[L~X M  
    TEA评价 gJEm  
    FMM评估 _yi`relcq-  
    高度标度（公差）     5\MCk"R!  
    ToWiXH)4  
    通用设置 038|>l-9[  
    K}e %E&|>  
    'O%itCy)  
    提供多次运行文档，允许用户执行任意数量的设计，并提供根据特定标准筛选结果的选项。 OT[&a6_  
    通过这种方法获得了以下三个结果：我们将对其进行进一步评估。     1]Q;fe  
    !2-f%x]tO  
    ,%>]  
    纯相位传输设计     z']TRjDbT  
    I d6H~;  
     YIjY?  
    AI{Tw>hZ  
    结构设计 _Mi`]VSq9  
    ZG29q>  
     ^O#>LbM"x  
    3 q1LIM  
    HjCWsQM  
    更深的分析 TR;"&'#k  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 w;@NYMK)  
    •可以利用这一点来纠正零阶不期望的效率，从而改善均匀性。 |]--sUx:  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 ME.l{?v  
    U($bR|%D  
     6# [  
    s!WGs_1@  
    使用TEA进行性能评估 '3BBTr%aZ  
    `1}WQS  
     ,sw|OYb  
     #0HZ"n  
    使用FMM进行性能评估 BC:d@  
    "Y%fk/v8  
     BlwAD  
    <v&L90+s\;  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 2/XrorV  
    in-|",O`Z  
     &B1j,$NRc  
    6T"4<w[  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 }W2FF  
    LxdF;JCz:  
     JVfSmxy.  
     +2:\oy}!8  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 s fD@lW3  
    0d>|2QV   
     #)}K,FDd  
     Pz\4#E]  
    VirtualLab Fusion技术 voX4A p l  
    #:B14E  
     5 [GdFd>{  
     
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