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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 z] +&kNm  
    &&PXWR!%]  
    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。 ]`eP"U{  
    52,[dP,g  
    iW%~>`tT  
     HPryq )z  
    设计任务 ldFR%v> 9  
    }INj~d<:  
    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 S( ^HIJK  
    h0.2^vM)R  
     rdH3!  
    ]9 $iUA%Ef  
    光栅级次分析模块设置 jK-b#h.gL  
                           P,J+'.@  
    <N{wFvF  
    使用常规的分束器会话2编辑器，VirtualLabFusion提供了一个指导工具，允许用户一步一步地指定所有影响分束器设计的参数。 Gf=3h4  
    zq(4@S-TU  
    }]i.z:7+  
    8IkmFXj  
    !8e;3W  
    1. 通过应用设计带中的结构设计，所得到的传输函数可以转换为结构轮廓。 OwCbv j0 #  
    2. 对于此转换，使用了薄元近似(TEA)。因此，所得到的结构与初始相位函数成正比。 [KL-T16  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 E1j3c :2  
    4. 要在不同的模拟场景中使用这种结构，需要从组件内部获取实际的采样表面或指定的堆栈。 Cs4ks`Z18  
    uf^HDr r<L  
     =&i#NSK  
    衍射分束器表面 \483S]_-z{  
    bj6;>Ezp3(  
     eo*l^7  
    a]/KJn /B(  
    为了进一步评估，使用了通用光栅光学设置，其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪，以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 s0O]vDTR,H  
    Jmuyd\?,b  
    q|{z9V<  
    "Zfm4Nx "  
    n:[@#xs-  
     lc8g$Xw3  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) 9=q&SG  
    >4#: qIU  
     D0Mxl?S?  
    G?v!Uv8O  
     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。 7gcR/HNeF  
     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，。 c@2a)S8Y]  
     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。 D;&\)  
    *_Vv(H&  
     ypgM&"eR  
    u`ry CZo#g  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 !w}b}+]GB  
    ?[uHRBR'  
     +T&YYO8>5  
    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。 km*Y#`{  
    x6)qs-  
    jGi{:}`lB  
    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 4fIjVx  
    #*q]^Is"  
    Y7zs)W8xTT  
    设计与评估结果 &~Y%0&F,&  
    相位功能设计 &09&;KJ  
    结构设计 =;4K5l{c  
    TEA评价 cQ]c!G|a4  
    FMM评估 {cUGksz]}  
    高度标度（公差）     @t a:9wZ  
    sv!zY= 6  
    通用设置 Gy[anDE&  
    c4u/tt.)  
    <(@Z#%O9)  
    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+ o'Lw  
    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。     tz8 fZ*n  
    rFGPS%STS  
    q1q 9W@H  
    纯相位传输设计     S6}_N/;6~  
    064k;|>D  
     ? )h8uf4  
    }`2a>N: &  
    结构设计 /* qx5$~  
    &l0K~7)b  
     4 ob?M:S  
    ]tXIe?>9  
    Vz$xV!  
    更深的分析 M(nzJ  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 4#}aLP  
    •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。 sfipAM  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 4D2U,Ds  
    *RxJ8.G  
     =%<, ^2o  
    ?Wz2J3A.2t  
    使用TEA进行性能评估 <T?-A}0uO  
    "0uM%*2  
     O Bcz'f~  
     SzIzQR93&  
    使用FMM进行性能评估 Y<|JhqOXK  
    A yr ,  
     p5$}h,7  
    :A z lls  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 f] #\&"  
    /='0W3+o*L  
     pHoHngyi&  
    S9Oz5_x  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 z]r'8Jc  
    jhf# gdz%  
     F \ls]luN  
     }3A~ek#*~  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 0uIY6e0E  
    )2RRa^=&  
     vRH^en  
     r&m49N,d  
    VirtualLab Fusion技术 rbnAC*y8'L  
     :`N ZD  
     ^7wqb'xg  
    >vp4R`  
     
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