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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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    在线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 t2s/zxt  
    [IQ|c?DxpL  
    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。 fj)) Hnt(|  
    0=#>w_B  
    -^lc-$0  
     {X&lgj  
    设计任务 18!y7 _cFT  
    \?d3Pn5`  
    使用近轴近似的衍射1：7×7分束器的初步设计通过严格分析，进一步优化零阶均匀性和影响 +)iMJ]>  
    :#pdyJQ_  
     3_~iq>l  
    kB> ~Tb0  
    光栅级次分析模块设置 p.SipQ.P  
                           #F.jf2h@  
    *Bq}.Yn  
    使用常规的分束器会话2编辑器，VirtualLabFusion提供了一个指导工具，允许用户一步一步地指定所有影响分束器设计的参数。 52dD(  
    U~N7\Pa4  
    1(Ta*"(0Ip  
    j 0pI  
    O,%,dtD[a  
    1. 通过应用设计带中的结构设计，所得到的传输函数可以转换为结构轮廓。 RI0^#S_{  
    2. 对于此转换，使用了薄元近似(TEA)。因此，所得到的结构与初始相位函数成正比。 /N"3kK,N  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 akxNT_   
    4. 要在不同的模拟场景中使用这种结构，需要从组件内部获取实际的采样表面或指定的堆栈。 ( %\7dxiK  
    "|L" C+tE  
     pW(rNAJ!  
    衍射分束器表面 eZLEdTScM  
    UtQey ;w  
     6(Pan%  
    La;G S  
    为了进一步评估，使用了通用光栅光学设置，其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪，以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 )rD!4"8/A  
    #_@cI(P  
    @#)` -]g  
    KLg1(W(  
    _*fNa!@hY  
     &0Yg:{k$  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) $'4 98%K2  
    X#lNS+&='  
     IW 3k{z  
    ] 3"t]U'f  
     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。 DK)W ,z|  
     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，。 h_vT A  
     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。 a>'ez0C  
    50W+!'  
     LH8jT  
    d,V#5l-6  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 D(#f`Fj;  
    L>1hiD&  
     i2~uhGJ  
    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。 amu;grH  
    #) aLD0p  
    3'0Pl8  
    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 d;Vy59}eY  
    H\67Pd(Z6  
    `6D?te  
    设计与评估结果 $ J`O-"M  
    相位功能设计 MzJCiX^  
    结构设计 I,j4 BU4  
    TEA评价 n|w+08c"  
    FMM评估 lLx!_h  
    高度标度（公差）     $KiCs]I+  
    $YL9 vJV  
    通用设置 ~~tTr $  
    ~t`^|cr|  
    Dcl$?  
    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。 LVj 1NP  
    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。     b(H{i}{]  
    cO~<iy  
    ti\ ${C3  
    纯相位传输设计     MtLWpi u@[  
    gg'1q3OjM  
     tE7jTe  
    yB b%#GW  
    结构设计 xM*_1+<dT$  
    -@W9+Zf5  
     Jl Do_}  
    5)k8(kH  
    Xwm3# o.&)  
    更深的分析 Da=EAG-{7  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 MMM tB6  
    •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。 oL<#9)+2*  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 I{Zb/}k-  
    ^X=Q{nB  
     e7vm3<m4  
    6j<9Y  
    使用TEA进行性能评估 *]6g-E?:@  
     +\/Q  
     ;O"?6d0  
     oxwbq=a6yV  
    使用FMM进行性能评估 9 BCW2@Kp  
    XH%L]  
     *LT~:Gs#  
    o>el"0rn.h  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 l& :EKh  
    ]ss[n.T0*  
     Q#bW"},^k  
    $@g]?*L:  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 D -}>28  
    S$6|K Y u  
     D!<F^mtl  
     `zd,^.i5~  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 |.<_$[v[x  
    8Sbz)X  
     a:kAo0@":j  
     *Rgr4-eS  
    VirtualLab Fusion技术 uZqL'l+/y  
    7#V7D6j1  
     :ym?]EL4o  
    +&GV-z~o  
     
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