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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 l|z 'Lwwm5  
    S/G6NBnbS  
    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。 90L,.  
    <-62m8N|  
    6*cG>I.Z  
     opxVxjTT#  
    设计任务 sc'QNhrW  
    u,e'5,`N  
    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 BTjfzfO"  
    Ac;rMwXk#  
     FVM:%S JjT  
    2-5AKm@K  
    光栅级次分析模块设置 3-#|6khqt  
                           u H[d%y/  
    /3->TS  
    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;$)Oz  
    :=vB|Ch:~  
    6}wXNTd  
    <6^MVaD  
    y%)5r}S^  
    1. 通过应用设计带中的结构设计，所得到的传输函数可以转换为结构轮廓。 \U;4 \  
    2. 对于此转换，使用了薄元近似(TEA)。因此，所得到的结构与初始相位函数成正比。 f>\OT   
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 6, \i0y5n  
    4. 要在不同的模拟场景中使用这种结构，需要从组件内部获取实际的采样表面或指定的堆栈。 J.Mj76\_  
    Bv_C *vW  
     9XWHr/-_@  
    衍射分束器表面 CY;ML6c@  
    M,@\*qlEJ  
     H?98^y7  
    OE)n4X  
    为了进一步评估，使用了通用光栅光学设置，其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪，以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 W$LaXytmak  
    j~,7JJ (y  
    V&`\ s5Q  
    fD+'{ivN4  
    hNBv|&D#  
     4GWt.+{J$  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) 'W>Bz,M6yo  
    KtzoL#CT  
     <"w;:Zs  
    eUlF4l<]  
     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。 LX),oR  
     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，。 iTsmUq<b]l  
     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。 y~'F9E!i  
    JwWW w1  
     *Wk y#  
    (7BG~T  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 S|!)_RL  
    f!hQ"1[  
     .,zrr&Po  
    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。 +7n;Bsk _  
    }[ LME Z  
    ,73 kh  
    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 lJ.:5$2H  
    e3w4@V`  
    m[ *)sm  
    设计与评估结果 h(]aP<49L  
    相位功能设计 2[f8"'lUQ  
    结构设计 USfpCRj9  
    TEA评价 +F3@-A  
    FMM评估 MGpP'G:v  
    高度标度（公差）     GJz d4kj  
    H.|v ^e  
    通用设置 OAPR wOQ^=  
    V`xZ4 i%L  
    f)w>V3~w,  
    提供多次运行文档，允许用户执行任意数量的设计，并提供根据特定标准筛选结果的选项。 O8:$sei$  
    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。     k(1]!c4J0  
    ]la8MaZ<  
    ~EJVlj i  
    纯相位传输设计     gi!{y   
    !G E-5\*  
     X,VOKj.%  
    =4`#OQ&g  
    结构设计 |uo<<-\jTO  
    SXX6EIJr|  
     gN#&Ag<?  
    XnC`JO+7M  
    \49LgN@\  
    更深的分析 ]q@/:I9]  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 j8WMGSrrF  
    •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。 ELoE-b)Cb  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 6 ,jp-`  
    +Hx$ABH  
     dqwCyYC  
    j2O?]M  
    使用TEA进行性能评估 {2wfv2hQ  
    ^Wb|Pl  
     qr>:meJy4  
     H9'Y` -r  
    使用FMM进行性能评估 gBM6{48GF  
    *s4h tt  
     9pAklD4  
    V,t&jgG*  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 l)y$c}U  
    ,>(/}=Z.  
     E?%SOU<  
    7/*Q?ic  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 cRYnQ{$'  
    4o7(cP  
     .48Csc-  
     ul0]\(sS:  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 ^Mw>'*5^  
    4w p5ghe  
     ]|NwC <  
     T}DP35dBzE  
    VirtualLab Fusion技术 ^7Sk`V  
    GilaON*pK.  
     :N!Fe7H,  
    *n9t~t6GHg  
     
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