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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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    光券
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2023-08-09
    摘要 0\mf1{$"!7  
    Fe8X@63  
    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。 VL#:oyWA  
    HT7,B(.}  
    (Mv~0ShakO  
     Dj/Hz\  
    设计任务 aB%.]bi  
    | BaEv\$K  
    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 r^k+D<k[7  
    FM]clC;X?  
     b+Q{Z*  
    W @"Rdc-  
    光栅级次分析模块设置 R0t!y3r&N  
                           D#nHg  
    fR1L VLU  
    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。 9>{fsy  
    'IU3Xu[-.  
    4KH'S'eR  
    7-3  
    RFM;?!S  
    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。 gj|5"'g%  
    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。 $YJ 1P  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 O 0}uY:B  
    4. 要在不同的模拟场景中使用这种结构，需要从组件内部获取实际的采样表面或指定的堆栈。 GwO`@-}E  
    >p&"X 2 @  
     y,?=,x}o#  
    衍射分束器表面 1_7p`Gxt[/  
    p,=IL_  
     =t N}4  
    [C!*7h  
    为了进一步评估，使用了通用光栅光学设置，其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪，以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 ) [eTZg  
    4{>r_^8  
    ,RV>F_  
    %C%3c4+Oh  
    CLND[gc  
     Pk&=\i<  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) hq"n RH  
    "s@Hg1  
     F]RPM(!5O)  
    1<:5b%^c  
     一般光栅组件提供了薄元近似(TEA)和傅里叶模态方法(FMM)作为解决模型给定的光栅。 p*K #s1  
     薄元近似通常产生更快的结果，当结构小于波长的5倍,可能有精度问题，。 23|JgKuA  
     傅里叶模态方法允许一个严格的模拟，但需要更高的数值计算。 f0eQq;D$K  
    hq4&<Zr(  
     :E{)yT  
    =pzTB-G  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 e"1mdw"  
    a<*+rGI  
     ZXLAX9|  
    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。 ,7$&gx>2&  
    q AVypP?J  
    pZ $>Hh#  
    使用可编程光栅分析仪，用户可以指定应计算的值。例如:总效率、均匀性误差、0阶效率 AK lr a$  
    HM(X8iNt  
    TFldYKd/l  
    设计与评估结果 {^ BZ#)m|  
    相位功能设计 R;,5LS&*a  
    结构设计 {pQ8/Af!  
    TEA评价 4~Q<LEly  
    FMM评估 q'fOlq  
    高度标度（公差）     $[_5:@T%N  
    "[/W+&z[~  
    通用设置 NI/'SMj%  
    ZYB5s~;eB"  
    Vuy%7H  
    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_a2DM6d  
    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。     ZK ?V{X{";  
     irh Z  
    F.(W`H*1+  
    纯相位传输设计     }2Ge??!  
    -7oIphJ=\  
     },<Y \  
    DmWa!5  
    结构设计 uD{^1c3x  
    ,nog6\  
     E Id>%0s5  
    9k4z__Ke  
    fLRx{Nu  
    更深的分析 EWl9rF@I  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 ;B< rw ^h5  
    •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。 m[l&&(+J,  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 gdAd7 T  
    A?-t`J  
     j!L7r'AV5  
    6wOj,}2Mn  
    使用TEA进行性能评估 eVj 8u  
    ]}S9KP  
     zWN]#W`  
     8~!h8bkC  
    使用FMM进行性能评估 =C#z Px,  
    aR)UHxvX  
     bTx4}>=5l  
    fyZtwl@6w#  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 $Q|6W &?[;  
    8z-wdO\  
     :3se/4y}  
    "T8b.ng  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 Dir# [j  
    *Qngx  
     "SKv'*\b  
     17:7w  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 /w5c:BH  
    O|v8.3[cT  
     eHHU2^I,  
     @Us#c 7/  
    VirtualLab Fusion技术 8XfOM f~d`  
    wlwgYAD  
     aTaL|&(  
    zYis~ +  
     
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