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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 ]v 6u  
    %9=^#e+pE  
    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。 R/iw#.Yy  
    X .g")Bt7  
    oZ@_o3VG  
     J%;TK6  
    设计任务 ?(!$vqS`f(  
    2|#3rF  
    使用近轴近似的衍射1：7×7分束器的初步设计通过严格分析，进一步优化零阶均匀性和影响 [Qv%  
    y2^r.6"O  
     G;MgrA#\  
    Z| +/Wl-h  
    光栅级次分析模块设置 xk}YeNVj  
                           l9q ygh  
    bI=\n)sEz  
    使用常规的分束器会话2编辑器，VirtualLabFusion提供了一个指导工具，允许用户一步一步地指定所有影响分束器设计的参数。 "S^;X @#v  
    ]`y4n=L.  
    <Dt,FWWkv'  
    6pQ#Zg()vp  
    o_EXbS]C  
    1. 通过应用设计带中的结构设计，所得到的传输函数可以转换为结构轮廓。 |]]Xee]  
    2. 对于此转换，使用了薄元近似(TEA)。因此，所得到的结构与初始相位函数成正比。 >\$qF  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 abCcZ<=|b  
    4. 要在不同的模拟场景中使用这种结构，需要从组件内部获取实际的采样表面或指定的堆栈。 w=3@IW  
    n4ce)N@  
     _pKW($\  
    衍射分束器表面 }O@S ;[v S  
    2 ,;+)  
     o 1#XM/Z  
    ^Y ~ ,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。 F1)Q#ThF\  
    Ab-S*| B  
    PT|^RF%fT  
    OgS6#X  
    *6q8kQsz^1  
     +:~&"U^ z&  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) X c,UR .  
    oFHVA!lqe  
     _ts0@Z_:  
    1?)<*[  
     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。 -Z<e`iFQS  
     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，。 }!& w<wR  
     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。 _W]2~9  
    wQp,RpM  
     v (=fV/  
    )Bl% {C  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 X!CLOHVA a  
    [lQp4xgxi  
     #'^p-Jdm  
    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。 xp1 +C{  
    ,<|EoravH  
    1B6Go  
    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 e&7GW9FSg  
    7l7eUy/z  
    _w^p~To^  
    设计与评估结果 0[T!}F^%e  
    相位功能设计 ZHICpL  
    结构设计 >?b/_O  
    TEA评价 =@binTC4  
    FMM评估 ~0|~Fg  
    高度标度（公差）     ZGzrh`j{-  
    E[nWB"pxE  
    通用设置 @p|[7'  
    Q2^}NQO=  
    (bH"x  
    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。 .-`7Av+7  
    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\][ x6zJp  
    .+ai dWd  
    (~}yt.7K  
    纯相位传输设计     qp  
    d~S.PRg=  
     QCa$<~c  
    {TzKHnP  
    结构设计 }N2T/U  
    mmTc.x h  
     Puily9#  
    e@Z(z^V  
    ;TMH.E,h:  
    更深的分析 %nF6n:|:  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 /qo.Z  
    •可以利用这一点来纠正零阶不期望的效率，从而改善均匀性。 eAu3,qoM  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 = Yh>5A  
    &{x5 |$SD  
     ',kYZay  
    V{{b^y  
    使用TEA进行性能评估 vsqfvx  
    GZXUB0W\@)  
     A37Z;/H~k  
     B:qZh$YN  
    使用FMM进行性能评估 _ 97F  
    D D"]as"#  
     /ta-jOcRH&  
    hP`3Ao  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 b&HA_G4  
    1xL2f&bG  
     8$OE<c?#5n  
    [% |i  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 i?qS8h{  
    Rw^4S@~T  
     RA>xol~xy  
     E:&=A 4 %  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 ]*%0CDY6`N  
    Eae]s8ek9  
     EtcAU}9  
     +7^%fX;3pW  
    VirtualLab Fusion技术 ~-A5h(  
    SD8Q_[rY  
     e DX{}Dq(  
    z1T.\mzfX  
     
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