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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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    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 RC[Sa wA  
    RG'76?z  
    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。 5N $XY@  
    O+|C<;K  
    -*4*hHmb  
     pXl[I;  
    设计任务 ws5Ue4g|  
    Z3hZy&_I  
    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 3k9n*jY0  
    y)&K9 I  
     Rr %x;-  
    i(;`x  
    光栅级次分析模块设置 hBpa"0F  
                           0=3)`v{S@  
    u-,}ug|  
    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。 "E\mj'k  
    f\dfKNm6  
    @9KW ]7  
    $ch`.$wx  
    g?v(>#i  
    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。 ; $80}TY '  
    2. 对于此转换，使用了薄元近似(TEA)。因此，所得到的结构与初始相位函数成正比。 =?.oH|&\h  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 [z2UfHpt~  
    4. 要在不同的模拟场景中使用这种结构，需要从组件内部获取实际的采样表面或指定的堆栈。 2=Naq Ht(  
    t kj  
     4\&Y;upy+  
    衍射分束器表面 nS%jnp#  
    `"&Nw,C  
     H,L{N'[Xph  
    `e =IXkt  
    为了进一步评估，使用了通用光栅光学设置，其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪，以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 `L`+`B  
    )xyjQ|b  
    (^ EuF]  
    |} b+$J  
    R\3a Sx L  
     A,DBq9Z+4R  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) <Pt?N2]A|  
    YP_L~zZ  
     PmE)FthdP(  
    :L NE ?@  
     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。 1]2]l*&3  
     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，。 -  /\qGI  
     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。 (~^fx\-S  
    $q@d.Z>;  
     "g"a-{8  
    E@ U]k$M  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 0wv#AT  
    Z*co\ pW  
     [UzD3VPg  
    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。 VjM3M<!g>M  
    w7U]-MW6A*  
    l}z<q  
    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 ( *+'k1Ea  
    /=/Ki%hh  
    =WY'n l'  
    设计与评估结果 kKSGC?d  
    相位功能设计 f"5O'QHGQK  
    结构设计 7a'yO+7-)  
    TEA评价 A ]A{HEX  
    FMM评估 W%g*sc*+  
    高度标度（公差）     ls 5iE  
    13!@L bC  
    通用设置 ! dzgi:  
     h$l/wn  
    njy2pDC@  
    提供多次运行文档，允许用户执行任意数量的设计，并提供根据特定标准筛选结果的选项。 Iy9hBAg\y  
    通过这种方法获得了以下三个结果：我们将对其进行进一步评估。     ={:a N)  
    NZq-%bE  
    s7 "xDDV  
    纯相位传输设计     yXR1 NYg  
    MuY:(zC%  
     =#G 2}8mQD  
    r.H`3m.0q  
    结构设计 yV{B,T`W  
    c1'@_Is  
     o]e,5]  
    wGArR7r  
    %F>~2g?$  
    更深的分析 ;?2)[a  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 6ZQ |L=Ytp  
    •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。 fc9;ZX7  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 O^@8Drgc  
    p'/\eBhG]=  
     Y.viOHL  
    g<:Lcg"u  
    使用TEA进行性能评估 Uk?G1]$mL  
    dDaV2:4E  
     ;}46Uc#WS  
     @YI{E*?S  
    使用FMM进行性能评估 b{A[\ "  
    ZLkl:'E_  
     i 9) G t  
    OpUfK4U)  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 #aP#r4$  
    }\"EI<$s  
     7*5B  
    jdxHWkQ   
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 iE~!?N|a3  
    rQjk   
     <>] DcA  
     E`IXBI  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 O*xx63%jR  
    <|Td0|x _q  
     pi"H?EHk  
     zKQ<Zr  
    VirtualLab Fusion技术 Cy~IB [  
    o7) y~ ke  
     \QvGkcDc{  
    ?XBdBR_"^  
     
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