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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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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2023-08-09
    摘要 3vuivU.3  
    Mmxlp .l  
    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。 2Z-ljD&  
    ?ATOXy  
    d6'{rje(  
     \#f <!R4  
    设计任务 0+?7EL~  
    k[bD\'  
    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 4i6q{BeHn  
    /RNIIY~w  
     U}6B*Xx'  
    zDw5]*R  
    光栅级次分析模块设置 v'U{/ ,x  
                           syWG'( >  
    \SN&G `o<  
    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。 \?Z{hmN  
    6hlc1?  
    ey2S#%DF]  
    2/?`J  
    )[PtaPWeT  
    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。 8D>n1b(H  
    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。 !B\R''J5  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 R%{ a1r>9h  
    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。 v9:9E|,U+  
    ?\vh9  
     [NaN>BZ?  
    衍射分束器表面 ! ='rc-E  
    }RzWJ@QD<  
     SW*"\X;  
    qCljo5Tq'  
    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。 **$LR<L  
    :K-~fA%kt?  
    hM;lp1l  
    |_] Q$q[[%  
    PMN jn9d  
     ox(j^x]NC  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) I$<<(VWH  
    o$#G0}yn  
     /DK"QV!]s  
    &7`^i.fh)  
     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。 %e-7ubW  
     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，。 JBi*P.79^  
     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。 }\%Fi/6Z{  
    O!P H&;H  
     `V`lo,"\  
    m;'6MHx;  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 t; 4]cg:_  
    j/fzzI0@  
     [3(7  4  
    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。 d Vj_8>  
    }q $5ig  
    {U1?Et#  
    使用可编程光栅分析仪，用户可以指定应计算的值。例如:总效率、均匀性误差、0阶效率 s$cK(S#  
    l|/ep:x8  
    _CmOd-y  
    设计与评估结果 2nSSF x r  
    相位功能设计 H,DM1Z9rz  
    结构设计 Fh`~`eog  
    TEA评价 JT-J#Ag  
    FMM评估 Kla'lCZ  
    高度标度（公差）      f4Xk,1Is  
    4kBaB  
    通用设置 ^G4 P y<s  
    |G?htZF  
    *v9 2  
    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。 J%x\=Sv  
    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。     :c8&N-`  
    |y0(Q V  
    <kGU,@6PF  
    纯相位传输设计     M}yDXJx  
    \P.I)n`8 y  
     sE:M@`2L  
    77\] B  
    结构设计 BI3@|,._N  
    2w["aVr =  
     0`X]o'RxS  
    %p2Sh)@M  
    )%`^xR  
    更深的分析 {u#;?u=|  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 t m7^yn:  
    •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。 SKkUU^\#R`  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 DNr@u/>vB  
    !HnXXVW  
     B"!l2  
    R)QC)U  
    使用TEA进行性能评估 .P[ _<8  
    Bj1?x  
     aqj@Cjk4Z  
     L*&p !  
    使用FMM进行性能评估 (C@mLu)  
    ";3zX k[#  
     xx#zN0I>-y  
    PE5R7)~A  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 u*Pibgd<  
    Zc W:6po>  
     CF?1R  
    YVHm{A1b0  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 ?u" 4@  
    OmIg<v 0\;  
     9 }PhN<Gd  
     %M7` Hwu  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 TU:7Df  
    nV-mPyfL8  
     de p=&  
     X voo=  
    VirtualLab Fusion技术 ;[=8B \?  
    (9Ux{@$o[  
     mi,E-  
    L"o>wYx  
     
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