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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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    光券
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2023-08-09
    摘要 ]BX|G`CCc  
    %}2 s74D*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。 f`vB$r>  
    4R}2H>VV%  
    (LQ*U3J]_  
     h\:"k_u#  
    设计任务 0(HUy`]>  
    &@nI(PXv  
    使用近轴近似的衍射1：7×7分束器的初步设计通过严格分析，进一步优化零阶均匀性和影响 W!htCwnkF  
    Br;1kQ%eC  
     ".~,(*  
    b$%W<D  
    光栅级次分析模块设置 X8y&|uH  
                           1@;Dn'  
    Qp]V~s(  
    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。 sF f@>  
    qN[U|3k  
    #8rLB(  
    qgDd^0  
    _KLKa/3  
    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。 FL9 Dz4  
    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{G ^b&x  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 PA&Ev0`+  
    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。 M;-PrJdyt  
    Wi)Y9frE  
     <V>]-bl/  
    衍射分束器表面 sA#}0>`3S  
    <0T|RhbY   
     u{o3  
    0EKi?vP@y7  
    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。 2V:`':  
    #;z;8q  
    kq8.SvIb  
    ^|hlY ]Ev  
    58V`I5_  
     Kejp7 okb  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) "A6m-xE~  
    =+DfIO  
     g1Ed:V]_  
    lK 5@qG#  
     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。 s'b 4Me  
     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，。 ";yey]  
     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。 ose(#n40  
    qILb>#  
     c#( Hh{0  
    3:C)1q  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 ~t^ Umx"Ew  
    ct`j7[  
     ,sI<AFI  
    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。 WX6}@mS.  
    G!dx)v  
    eu={6/O  
    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 2. '` mGu  
    %e^GfZ  
    {ppzg`G\  
    设计与评估结果 2[j(C  
    相位功能设计 e`n+U-)z  
    结构设计 GXC,p(vbE  
    TEA评价 4Hy/K^Ci  
    FMM评估 <yl%q*gls  
    高度标度（公差）     Rjp7H  
    M8nfbc^  
    通用设置 ysapvQN_6  
    l^F ?^kP  
    s@Dln Du .  
    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。 I+=+ ,iXhB  
    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。     J-#V_TzJ?  
    ZtyDip'x  
    E75/EQ5p]p  
    纯相位传输设计     "!+gA&  
    L4,b ThSG  
     ]Hp>~Zvbb  
    Hz\@#   
    结构设计 ?iZ2sRWR6  
    e:%|.$4OG  
     jc!m; U t  
    27k(`{K  
    >-w(P/  
    更深的分析 o^XDG^35`  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 Kv<f< >|L  
    •可以利用这一点来纠正零阶不期望的效率，从而改善均匀性。 p^CTHk_|  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 ? D _kQl  
    }R`Rqg-W  
     wBcoh~ (y  
    8Qo'[+4;  
    使用TEA进行性能评估 d]poUN~x  
    Xu8I8nAwl  
     Cb1w8l0  
     OvAhp&k  
    使用FMM进行性能评估 ,DZvBS  
    1W\E`)Z}]  
     /a'1 W/^2  
    >))CXGE  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 3/>7b (  
    -8xf}v~u  
     4vEP\E3u<j  
    h Ta(^  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化  V\o7KF  
    zw[' hqW  
     `J1HQ!Z  
     .4p3~r?=S  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 'C/yQvJ  
    wqhktgG  
     } vmRm*8z  
     )rq |t9kix  
    VirtualLab Fusion技术 C,An\lsT  
    &'SD1m1P  
     PVsKI<  
    tO&ffZP8$  
     
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