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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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    光币
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    光券
    0
    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2023-08-09
    摘要 @6:J$B~)u  
    dSw%Qv*y  
    直接设计非近轴衍射分束器仍然是一个挑战。由于衍射角相当大，元件的特征尺寸与工作波长在相同的数量级上。因此，设计过程超出了近轴建模方法。因此，在这个例子中，迭代傅里叶变换算法(IFTA)和薄元素近似(TEA)用于衍射元素的初始设计结构，和傅里叶模态方法(FMM)随后应用于严格的性能评估。 -mAi7[omh  
    *HXx;:  
    (b>B6W\&  
     )-_To&S*  
    设计任务 yUp"%_t0  
    M|uWSG  
    使用近轴近似的衍射1：7×7分束器的初步设计通过严格分析，进一步优化零阶均匀性和影响 B_#U|10et  
    Hlye:.$  
     w@"l0gm+u[  
    K1*]6x,  
    光栅级次分析模块设置 $3Srr*  
                           m(?ZNtBQt  
    ^TCgSi7k`L  
    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。 m03]SF(#3  
    }E]&,[4&M  
    QpC,komLJ  
    <m!(eLm+B  
    > lIQM3  
    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。 S, %BhQ[  
    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。 mDJN)CX  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 #> @~3kGg  
    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。 :r,o-D  
    dpWBY3(7a  
     6Om)e=gU/  
    衍射分束器表面 iF1E 5{dH  
    kz+OUA@~  
     :^oF0,-qZ  
    (#`1[n+b`x  
    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。 g(D r/D  
    }HC6m{vH(  
    a= *qsgPGL  
    w;Jby  
    q" aUA_}\  
     Bw;LGEHi|  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) G^Q8B^Lg  
    IxQ(g#sj_k  
     t'pY~a9F  
    ]gHi5]\NC  
     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&@<  
     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，。 B"rfR_B2M#  
     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。 CCQ38P@rv  
    9< $n'g  
     B<p -.tv  
    |)pRkn8x  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 y$7vJl.uS/  
    5!pof\/a  
     <*4BT}r,^2  
    光栅级次分析仪提供了所有衍射阶的效率的概述，作为许多可能的输出。 ;I^+u0ga  
    ra4$/@3n  
    I}S~,4  
    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 {-fhp@;  
    v.Y?<=E+<d  
    /P>t3E2c  
    设计与评估结果 WE|-zo  
    相位功能设计 %Ct^{k~1  
    结构设计 (-:lO{@FsC  
    TEA评价 +Kz baBK  
    FMM评估 { #,eD  
    高度标度（公差）     8 o SNnT  
    &eqeQD6  
    通用设置 f=L&>X  
    ^DW vzfj  
    6(5YvT  
    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。 4|#@41\ B  
    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。     /#C}1emK  
    OrJuE[R.  
    @*VfG CQ(  
    纯相位传输设计     yDil  
    oY K(=j  
     3iI 4yg  
    3m#/1=@o  
    结构设计 'wg>=|Q5  
    z{N~AaY  
     $k,wA8OZ-  
    8`{)1.d5[  
    ?E*;fDEC  
    更深的分析 Pd"=&Az|  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 7%Q?BH7{  
    •可以利用这一点来纠正零阶不期望的效率，从而改善均匀性。 {%"n[DLps  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 rEF0A&5  
    fy6<KEea  
     @|jLw($Ly  
    =G9 9U/  
    使用TEA进行性能评估 T.}wcQf&*  
    YXi'^GU@  
     bl8EzO  
     `Pcbc\"*y  
    使用FMM进行性能评估 D["~G v  
    RI[=N:C^  
     :"~SKJm  
    \{8?HjJEM  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 _-M27^\vV  
    `+\6;nM  
     S#{jyU9 ]  
    nhu;e}[>  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 &qjc+-r{l  
    :< d.  
     j v4O  
     (qbL=R"  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 XsXO S8  
    0|J]EsPxu  
     2d#3LnO  
     ~\oF}7l$  
    VirtualLab Fusion技术  mdtG W  
    dKk#j@[n"  
     ^vHh*Ub  
    "PD^]m  
     
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