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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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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2023-08-09
    摘要 eI5W; Q4  
    P[Id[}5Pw  
    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。 sbFA{l3   
    >~G _'~_f  
    XO/JnJ^B  
     {w9GMqq  
    设计任务 $n<X'7@0  
    `u;4Z2Lr0  
    使用近轴近似的衍射1：7×7分束器的初步设计通过严格分析，进一步优化零阶均匀性和影响 zids2/_*  
    FK,YVY  
     x.U:v20`  
    MrS~u  
    光栅级次分析模块设置 6 &MATMR  
                           lXrAsm$  
    .+`Z:{:BC&  
    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。 B%Z,Xjq  
    QPz3IK%   
    SRyot:l   
    XSo$;q\  
    G:|=d0  
    1. 通过应用设计带中的结构设计，所得到的传输函数可以转换为结构轮廓。 )^Md ^\?  
    2. 对于此转换，使用了薄元近似(TEA)。因此，所得到的结构与初始相位函数成正比。 f9b[0L  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 E#M4{a1  
    4. 要在不同的模拟场景中使用这种结构，需要从组件内部获取实际的采样表面或指定的堆栈。 zT _[pa)O`  
    roWg~U(S  
     Ap%tm)@1  
    衍射分束器表面 aK'%E3!~=x  
    qMmhmH)Gp  
     ADlLodG  
    EY.Z.gMZI(  
    为了进一步评估，使用了通用光栅光学设置，其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪，以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 ?C|b>wM/  
    +"SYG  
    vsCy?  
    VaFv%%w  
    <a$'tw-8  
     +Zi@+|"BCN  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) G\o *j |  
    WH0$v#8`v  
     WB>M7MI%  
    >=3ay^(Y2D  
     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。 DTSK*a`  
     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，。 xrC b29{  
     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。 D7(kkr:r  
    dfA4OZ&  
     ojy[<  
    kX:d?*{KB  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 \y0uGnmCj  
    YWUCrnr  
     a?X{k|;!7u  
    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。 ;kiL`K  
     Cdbh7  
    "A%JT3  
    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 *mj3  T  
    j= Ebk;6p  
    !S}4b   
    设计与评估结果 *[O)VkL\%i  
    相位功能设计 zXx)xIO  
    结构设计 j69 2M.A  
    TEA评价 0 P-eC|0  
    FMM评估 $ -n?q w  
    高度标度（公差）     ]2o?Gnn@  
    I~P]_D mM  
    通用设置 W_P&;)E  
    s.uV,E*wu  
    c2fbqM~  
    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。 j_2yTz"G-  
    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。     ~^pV>>LX|  
    *#2]`G)  
    pSlosv(6  
    纯相位传输设计     a jyuk@  
    xxC2F:Q?U  
     Xeo2 < @[  
    5t&;>-A'?'  
    结构设计 j* \gD  
    & e~g}7  
     3BWYSJ|  
    PQFr4EY?i  
    z7'C;I  
    更深的分析 ES&"zjr$  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 op]HF4  
    •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。 @mB*fl?-  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 1:r8p6  
    y.'5*08S0  
     x^ruPiH  
    .W)%*~ O!;  
    使用TEA进行性能评估 P,/=c(5\}  
    .Q^8 _'ZG  
     {"x8 q  
     P5^<c\Mr,Y  
    使用FMM进行性能评估 }b5If7  
    Z} Ld!Byz  
     y6*9, CF  
    vUU)zZB ~  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 } JePEmj  
    -'iV-]<  
     sF`ELrR \  
    ClvqI"Rd  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 ^k7`:@ z0U  
    FnFJw;:,{  
      ;Iu}Q-b*  
     1\'zq;I~  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 9nrH 6]  
    /) Pf ]  
     D[5Qd)PIL  
     L6-zQztn  
    VirtualLab Fusion技术 z[q#Dw  
    <:rbK9MIl  
     ~ojH$=K>d  
    QmpP_eS >  
     
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