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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 5K(n3?1z)  
    Rc7.M"wzjX  
    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。 gO{W#%  
    vXPuyR<J  
    .xv ^G?GG  
     dt.-C_MO  
    设计任务 S 1>Z6  
    <<BQYU)Ig  
    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 )% |r>{  
    anitqy#E  
     S^g]:Xh&  
    :A$wX$H01  
    光栅级次分析模块设置 'Fzuc^G(d  
                           $WD +Q@6  
    wR1K8b".DC  
    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。 F0: &>'}  
    4O Zy&,  
    ,yi2O]5e>!  
    9t\ [N/  
    #y`k$20"  
    1. 通过应用设计带中的结构设计，所得到的传输函数可以转换为结构轮廓。 @{de$ ODu  
    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。 e>(Wvb&4  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 s_` V*`n&  
    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。 iDvpXn  
    R]fYe#!"  
     i-Ljff  
    衍射分束器表面 /op/g]O}  
    "x.88,T6  
     ,9$>d}N  
    !Ba3` B5l  
    为了进一步评估，使用了通用光栅光学设置，其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪，以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 `i{4cT8:  
    z7$}#)Z7  
    I]UA0[8X  
    0 wYiu  
    1o)=GV1  
     F_~6n]Sr  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) oYGUjI  
    Cg?I'1]o6  
     FrgV@4'2G  
    i!ds{`d  
     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。 t-a`.y  
     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，。 #s/{u RYQ  
     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。 <X9T-b"$h  
    D)RdOldr  
     Wpa$B )xg  
    -{r!M(47  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 ,$SkaTBe  
    ]s}aC9I  
     (#lm#?<)  
    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。 012:BZR  
    aq$62>[  
    =`ywd]\7  
    使用可编程光栅分析仪，用户可以指定应计算的值。例如:总效率、均匀性误差、0阶效率 s:G [Em1  
    U0ns3LirP  
    cKSfqqPm$"  
    设计与评估结果 nN!vgn j  
    相位功能设计 =54Vs8.  
    结构设计 Ty(yh(oYF`  
    TEA评价 ($,iAb  
    FMM评估 RbyF#[}  
    高度标度（公差）     Udg & eEF  
    CiHn;-b;  
    通用设置 CD$u=E ]  
    yg.\^C  
    Y|Nfwqz  
    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。 `mQP{od?"?  
    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。     `8qT['`#R  
    ,$ho2R),Fn  
    +YkmLD  
    纯相位传输设计     Nt?2USTs-  
    :tg@HyY)  
     nA|gQibA  
    19pND m2H1  
    结构设计 8-W"4)@b  
    V_7 Y1GD  
     5>0\e_V  
    dY48S{  
    *tIdp`xT/T  
    更深的分析 s,{RP0|  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 MLEIx()  
    •可以利用这一点来纠正零阶不期望的效率，从而改善均匀性。 RcKQER  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 OYQXi  
    QfKR pnj(o  
     `bBfNI?3d*  
    A8CIP:Z  
    使用TEA进行性能评估 g!~-^_F  
    nEeQL~:  
      3J'Bm"  
     'Y~8_+J?  
    使用FMM进行性能评估 Ncs4<"{$  
    OtrXYiKB   
     |*/uN~[  
    ({ :yw  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 |>jqH @\P  
    VPq5xSc?  
     . x\/XlM  
    %Q>~7P  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 /ynKKJx<Y  
    oho AUT  
     Q 37V!  
     ]x5(bnW x  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 BXKlO(7  
    4w?]dDyc%  
     QiQ2XW\E  
     9Y!0>&o  
    VirtualLab Fusion技术 ;%3thm7+  
    QI :/,w  
     {d *qlztO  
    ] k3GFPw  
     
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