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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
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2023-08-09
    摘要 e+P|PW  
    ,v*<yz/  
    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。 s h^&3}  
    J|[`8 *8  
    xm}`6B^f  
     aW#_"Y}v'  
    设计任务 @)m+b;  
    /A/k13 J  
    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 %TRH,-@3h  
     S]&7  
     &|) (lX  
    YM]ZL,8  
    光栅级次分析模块设置 +G>;NiP_  
                           fIcra  
    ' C|yUsBC  
    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。 ~yuj;9m3  
    jRzQ`*KC#  
    gSu3\keF  
    {"w4+m~+te  
    Vch!&8xii  
    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。 \.jT"Z~  
    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>6:59+  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 (_O_zu8_  
    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。 KmlpB  
    IOi6' 1l  
     >QM$ NIf@  
    衍射分束器表面 kVb8$Sp  
    OM 5h>\9  
     "Crm\UI6  
    Qr l>A*  
    为了进一步评估，使用了通用光栅光学设置，其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪，以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 eA(c{  
    gAgP("  
    S[W|=(f9  
    5UHxB"`C  
    Nm]\0m0p-  
     ;qT7BUh(%  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) jNA^ (|:  
    E-q*u(IW  
     ="*8ja-K  
    ^zr]#`@G  
     一般光栅组件提供了薄元近似(TEA)和傅里叶模态方法(FMM)作为解决模型给定的光栅。 7`f',ZK%  
     薄元近似通常产生更快的结果，当结构小于波长的5倍,可能有精度问题，。 @7aSq-(_l*  
     傅里叶模态方法允许一个严格的模拟，但需要更高的数值计算。 ,:QDl  
    +e%U6&l{  
     ij=}3;L_!  
    0jN?5j  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 Z[{: `  
    *@,>R6)jI  
     tgbr/eCoU  
    光栅级次分析仪提供了所有衍射阶的效率的概述，作为许多可能的输出。 9 6'{ES9D  
    xPi/nWl`|  
    q={\|j$X  
    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 :9`T.V<?  
    Mo2b"A;}|  
    s~(iB{-  
    设计与评估结果 Ya)s_Zr7  
    相位功能设计 Lh5d2}tcO  
    结构设计 ,??%["R  
    TEA评价 4F+n`{~  
    FMM评估 {~"6/L  
    高度标度（公差）     ?Q)z5i'g#  
    ^3L6mOoA  
    通用设置 Bld$<uU  
    $3Ct@}=n  
    6Q. _zk  
    提供多次运行文档，允许用户执行任意数量的设计，并提供根据特定标准筛选结果的选项。 eiaL zI,O  
    通过这种方法获得了以下三个结果：我们将对其进行进一步评估。     ^{T3lQvt  
    LA.xLU3  
    r%g?.4o*b  
    纯相位传输设计     ''f07R  
    Uaho.(_GP  
     N'nqVYTU  
    }'KVi=qnHb  
    结构设计 VzR (O B  
    YolO-5  
     _ s]=g  
    *8uSy/l  
    v^h \E+@  
    更深的分析 ?N,'1I  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 @]#0jiS  
    •可以利用这一点来纠正零阶不期望的效率，从而改善均匀性。 b&;1b<BwD  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 F-)lRGw  
    [*j C  
     ? 5qo>W<7  
    M[ (mH(j  
    使用TEA进行性能评估 [y73 xF   
    #cBt@SEL'  
     >69+e+|I  
     Hb3+$vJ^  
    使用FMM进行性能评估 Eg"DiI)7  
    q9RCXo>Y+1  
     ->oQ,ezB  
    yWACI aj  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 g< cR/  
    6}.B2f9  
     &t +   
    0}YR=  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 "-4V48ci  
    j[XA"DZR<  
     ?gb"S,  
     ?=]`X=g 6  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 sD$ \!7:b  
    :5G3 uN+\  
     J<Wz3}w6  
     ,P ?TYk  
    VirtualLab Fusion技术 W>Y8 u8  
    K h9$  
     ,epKt(vl  
    w| x=^  
     
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