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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 <Q2u)m'  
    7JbY}@  
    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。 @ SU8\:(U  
    ?qju DD  
    `wNm%*g  
     WMW1B }Z3  
    设计任务 >vUB%OLyP  
    h/,R{A2mO  
    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 QB!jLlg(  
    ZU=,f'bU  
     `_|aeoK_  
    I[}75:^Rt  
    光栅级次分析模块设置 8]S,u:E:N  
                           x>}B#  
    4HM;K_G%{  
    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。 M2}np  
    j7K5SS_]  
    =v.{JV#  
    kW#S]fsfU  
    Hal7 MP  
    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。 &=YSM.G  
    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。 1o8wy_eSs  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 xpF](>LC(  
    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。 >^dyQyK  
    W7t >&3l  
     q(,cYu  
    衍射分束器表面 BWWq4mdb{  
    YQ; cJ$  
     ^V[/(Lq  
    .Y;b)]@f  
    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@1CanL@3  
    |+98h&U~  
    tv0Ha A  
    [!EXMpq'  
    t#Th9G]1  
     T .kyV|  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) WJfES2N  
    zxkM'8JC  
     I"-dTa  
    62Mdm3  
     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。 |XRImeF'd  
     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，。 >)Ioo$B  
     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。 r088aUO P  
    +td<{4oq8  
     Jy]Id*u9  
    %<ic%gt`#  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 uVGa(4u}  
    uMvb-8  
     ,of]J|  
    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。 61} i5o  
    /prYSRn8  
    {6h|6.S2  
    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 i\)3l%AK]T  
    &iqw! ud  
    V>Fesm"aq  
    设计与评估结果 e # 5BPI  
    相位功能设计 YGp)Oy}:  
    结构设计 zzJja/mp  
    TEA评价 Fi4UaJ3K  
    FMM评估 )s)_XL  
    高度标度（公差）     %m eLW&  
    <C'Z H'p  
    通用设置 <J&7]6Z  
    sHdp  
    v>H=,.`0\  
    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。 RP! X8~8  
    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。     )T1iN(Z  
    T/l1qcf`wT  
    [k$efwJ  
    纯相位传输设计     Ja|{1&J.  
    0}]SUe^  
     8.QSqW7t  
    o_f-GO  
    结构设计 OX\$nQ\o  
    4r&f%caU  
     o5!f#Y  
    71"+<C .  
    x GH1epf  
    更深的分析 ys8Q.oBv_`  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 U%>'"  
    •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。 /7/0x ./{  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 20tO#{Li  
    F PR`tE  
     gl8Ib<{  
    <{Q'&T  
    使用TEA进行性能评估 I4=Xb^Ux  
    ^A9 M;q  
     !l 6dg&  
      )h_8vO2  
    使用FMM进行性能评估 Elb aFbr  
    B{MaMf)  
     h/)_) r.x  
    'wQv3 ;  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 poT&-Ic[  
    Udgqkl  
     2S ~R!   
    eSfnB_@x2  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 5l{Ts04k%  
    W0I4Vvh_"  
     $IX\O  
     l dqLM  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 {ci.V*:"  
    ;11x"S  
     b5a.go  
     =(o']ZaaA  
    VirtualLab Fusion技术 N|usFqCNk^  
    ,Nm$i"Lg  
     4aUiXyr*2  
    G~,:2 o3  
     
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