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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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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2025-03-10
    摘要 Q=uwmg86  
    gMHH3^\VH)  
    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。 '\_ic=&u  
    S1$\D!|1  
    HK2`.'D  
    $?*+P``  
    设计任务 ZJR{c5TE  
    Yd/qcC(&  
    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 HL88  
    v]!|\]  
    WY*}|R2R  
    I,  
    光栅级次分析模块设置 *}[@*  
                           zQ)[re)  
    <a$cB+t  
    使用常规的分束器会话2编辑器,VirtualLabFusion提供了一个指导工具,允许用户一步一步地指定所有影响分束器设计的参数 jg%D G2  
    Ln`c DZSM  
    K.X% Q,XD  
    k{@z87+&  
    SxOM@A  
    1. 通过应用设计带中的结构设计,所得到的传输函数可以转换为结构轮廓。 vP,WV9Q1u  
    2. 对于此转换,使用了薄元近似(TEA)。因此,所得到的结构与初始相位函数成正比。 [oKB1GkA  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 WZFV8'  
    4. 要在不同的模拟场景中使用这种结构,需要从组件内部获取实际的采样表面或指定的堆栈。 rbP.N ?YU%  
    (TnYUyFP`  
    \u)s Zh  
    衍射分束器表面 q07rWPM "e  
     t%FS 5  
    ](Sp0t  
    dF FB\|e;0  
    为了进一步评估,使用了通用光栅光学设置,其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪,以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 8|J%IE  
    9k$uo_i'  
    6fkL@It  
    E"w7/k#3}C  
    F,lQj7  
    9ykmz (  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) @``!P&h  
    $6Ty~.RP5H  
    nY~CAo/:  
    cFH,fj  
     一般光栅组件提供了薄元近似(TEA)和傅里叶模态方法(FMM)作为解决模型给定的光栅。 [9>1e  
     薄元近似通常产生更快的结果,当结构小于波长的5倍,可能有精度问题,。 W6\s@)b;  
     傅里叶模态方法允许一个严格的模拟,但需要更高的数值计算。 B*?v`6  
    K-#Rm%J+Wy  
    fE^rTUtn  
    {8JJ$_  
    光栅级次和可编程光栅分析仪  ;xry  
     gZvl D  
    sS+9ly{9J  
    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。 gbSZ- ej  
    x$A5Ved  
    ^M,Q<HL  
    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 {v2Q7ZO-  
    "}ZD-O`!  
    l(<o,Uv[`  
    设计与评估结果 3S <5s}  
    相位功能设计 o3uv"# C  
    结构设计 -4V1s;QUZ  
    TEA评价 ' ;$2j~  
    FMM评估 %tpt+N?  
    高度标度(公差)
    ob0clJX  
    }l_) d  
    通用设置 |EF*]qI  
    rL_AqSGAK1  
    ]Oe#S"-Oo  
    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。 M)-+j{<  
    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。
    P'FI'2cN7  
    $TR[SMj  
    T>L6 X:d  
    纯相位传输设计
    ZpWG  
    bup;4~g  
    D^f;dT;-  
    `Y$LXF~,Om  
    结构设计 l tQ:c  
    rK"$@ tc  
    O5e9vQH  
    Jzfz y0$  
    Bz ]64/  
    更深的分析 O </<  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 scrNnO[3j  
    •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。 cMtkdIO  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 +[D=2&tmk  
    f<y""0L9  
    \O\onvEa  
    _H%ylAt1j  
    使用TEA进行性能评估 {?#g*QF|^  
    YY$K;t{dk  
    Xhi9\wteYw  
    P\w.:.2  
    使用FMM进行性能评估 nCYicB  
    Mi:$<fEX  
    l |\Q~ D!o  
    Tb~(?nY5  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 &Du!*V4A  
    V,&s$eQC  
    Elm/T]6  
    Rl$NiY?2  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 ZJI|762,  
    X0p=jBye~>  
    qhiQ!fMQ  
    v{&cgod  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 ;|}6\=(  
    pbju;h)O!|  
    m#DC;(Pn  
    <Gs)~T#'  
    VirtualLab Fusion技术  #*?5  
    `2Ff2D ^ ?  
    aBol9`6  
     
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