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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 (&Kk7<#`  
    ouvA~/5  
    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。 JQ_sUYh~3  
    -e"H ^:  
    %8B}Cb&2c  
     YlJ@XpKM  
    设计任务 \$~|ZwV{  
    #1A.?p  
    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 2G & a{  
    }<0BX\@I  
     j;+b0(53  
    7FP*oN?  
    光栅级次分析模块设置 hn7# L  
                           g-4M3of  
    S:#lH?<_  
    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。 }1L4 "}L.  
    R3)~?X1n  
    3)t.p>VgO  
    a_^\=&?'  
    TPQ%L@^ L+  
    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。 c)6m$5]  
    2. 对于此转换，使用了薄元近似(TEA)。因此，所得到的结构与初始相位函数成正比。 Gt8M&S-;  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 :%_LpZ  
    4. 要在不同的模拟场景中使用这种结构，需要从组件内部获取实际的采样表面或指定的堆栈。 RtkEGxw*^  
    '2A)}uR  
     -lr vKrt7  
    衍射分束器表面 P[G)sA_"  
    0I-9nuw,^;  
     6##_%PO<m  
    #X+JHl  
    为了进一步评估，使用了通用光栅光学设置，其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪，以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 60^`JVGWH  
    */5d>04  
    Di,^%  
    6IN e@  
    59 T 8r  
     y;m|  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) S1T"Z{$  
    K(e$esLs-  
     9d0@wq.  
    Si4!R+4w  
     一般光栅组件提供了薄元近似(TEA)和傅里叶模态方法(FMM)作为解决模型给定的光栅。 9R!atPz9  
     薄元近似通常产生更快的结果，当结构小于波长的5倍,可能有精度问题，。 gMi0FO'  
     傅里叶模态方法允许一个严格的模拟，但需要更高的数值计算。 nI?[rCM  
    W 8<&gh+  
     gmUz9P(  
    Pa>AWOG'  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 @o].He@L<j  
    ol\Utq,  
     2lZ Q)   
    光栅级次分析仪提供了所有衍射阶的效率的概述，作为许多可能的输出。 hk;5w{t}}  
    @Myo'{3vF  
    JMCKcZ%N  
    使用可编程光栅分析仪，用户可以指定应计算的值。例如:总效率、均匀性误差、0阶效率 |MTnH/|  
    )rIwqUgp6\  
    rET\n(AJ  
    设计与评估结果 }`@vF|2L  
    相位功能设计 L8@f-Kk  
    结构设计 ^x]r`b  
    TEA评价 ~p6 V,Q  
    FMM评估 ~Py`P'+  
    高度标度（公差）     F@D`N0Pte  
    +zqn<<9  
    通用设置 ~f2z]JLr:  
    "`/h#np  
    J/`<!$<c  
    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。 RXMISt3+{y  
    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。     Gm&Za,4%4  
    #Qw0&kM7I  
    {S]}.7`l9(  
    纯相位传输设计     nAAs{  
    )N{Pw$l_  
     /s&9SYF  
    %@J.{@>  
    结构设计 '`[&}R  
    vQG5*pR*w  
     UkwP  
    d UE,U=  
    [C 7^r3w  
    更深的分析 F}yW/  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 Lz}OwKl  
    •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。 _ gR;=~S  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 $?iLLA~  
    tPWLg),  
     FW;?s+Uyx  
    #b}Z`u?@  
    使用TEA进行性能评估 ,$L4dF3  
    [o#oa k{U  
     v |,1[i{  
     ah$b [\#C  
    使用FMM进行性能评估 3PWL@>zi  
    IVnHf_PzF  
     IZ-1c1   
    +zN-!5x  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 HXC ;Np  
    nIf1sH>  
     =+-UJo5  
    F@jZ ho  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 PcMD])Z{G  
    r| wS<cA2  
     ij`w} V  
     :as$4|  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 J7$5s  
    =!A_^;NQf  
      :A_@,Q  
     ?#G$=4;i  
    VirtualLab Fusion技术 ?3`UbN:  
    Y=?3 js?O  
     cxC6n%!;y  
    k/_ 59@)  
     
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