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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 [.|& /O  
    _hV34:1F  
    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。 />Zfx.Aj6  
    /[Fk>Vhp  
    /xgC`]-  
     t9<BQg  
    设计任务 Z*3RI5)dx  
    J ##a;6@  
    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 2|ee`"`  
    ~ a 2A"#f  
     (BH<\&yHE  
    rV"3oM]Lo  
    光栅级次分析模块设置 [r 7Hcb  
                           Yqh-U%"'  
    :I?lT2+ea  
    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。 +~F>:v?Rh  
    1^NC=IS9z  
    zhow\l2t}  
    1H">Rb30@  
    oAN,_1v)  
    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。 .&]3wB~  
    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。 #QlxEs#%  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 E5S(1Z}]p{  
    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。 .DwiIr'  
    i88 5T '  
     ;LC|1_ '  
    衍射分束器表面 ![{/V,V]~  
    )ty>{t  
     0?FJ ~pu  
    7C2Xy>d~  
    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。 76[ qFz  
    ok,O/|E}?  
    ByoI+n* U  
    -|#/KKF  
    \s8h.xjU  
     kQ\l7xd  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) g;R  
    OFv-bb*YZ  
      !N\_D  
    'Eia=@  
     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。 -k>k<bDAI  
     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，。 K7x;/O  
     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。 NV{= tAR  
    R ^@`]dX$  
     6U|"d[  
    l8Yr]oNkz  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 S~z$ =IiB  
    A0.xPru1p  
     Y/mfBkh  
    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。 xV`)?hEXFh  
    wuCZz{c7  
    !f!YMpN  
    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 &j'k9C2p  
    ~tNk\Kkv  
    #EKnjh=Uq  
    设计与评估结果 p8s%bPjK  
    相位功能设计 [D?xd/G  
    结构设计 C_[ d  
    TEA评价 C2iOF/4  
    FMM评估 Q.8^F  
    高度标度（公差）     =fy.'+  
    $WE _aNfja  
    通用设置 \Ff]}4  
    (Ze\<Y#cv  
    (7~vOWs:[  
    提供多次运行文档，允许用户执行任意数量的设计，并提供根据特定标准筛选结果的选项。 REX/:sB<  
    通过这种方法获得了以下三个结果：我们将对其进行进一步评估。     Sxy3cv53  
    geM`O|Np  
    x)q$.u+  
    纯相位传输设计     2gvS`+<TP  
    Pqvj0zUo$  
     Br$/hn=  
    'r^'wv]  
    结构设计 Jx&+e,OST  
    >Zf*u;/dW$  
     03 v\v9<T  
    (d <pxx  
    z;0]T=g  
    更深的分析 {qry2ZT5  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 h^ K>(x  
    •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。 A}"uEk(R  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 ?K.!^G  
    </fTn_{2s8  
     K^I$05idi  
    Uzn  
    使用TEA进行性能评估 a  ?wg~|g  
    .L]2g$W\p  
     !wrAD"l*@  
     Ki)hr%UFw  
    使用FMM进行性能评估 Xn<|6u  
    giN(wPgYP  
     uMC0XE|S  
    $- Z/UHT  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 mL, {ZL ^  
    +A_jm!tJS(  
     Dt]FmU  
    Y}x_ud,  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 6>EoU-YX}l  
     Z\$!:  
     =gB{(  
     5bWy=Xk B  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 h/l?,7KHI  
    Y7yzM1?t  
     m )<N:|  
     tkix@Q!;\  
    VirtualLab Fusion技术 A<g5:\3  
    JnH5v(/  
     'ka"0~:NS{  
    fli7Ow?M~  
     
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