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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 ,Klv[_x7  
    ;eN ^'/4A  
    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。 r/2= nE  
    4b:|>Z-  
    0^lWy+  
     TWzLJ63*  
    设计任务 U}LW8886  
    |@vkQ  
    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 b~J)LXj]w  
    d=/0A\O  
     lj (y  
     .qgUD  
    光栅级次分析模块设置 X_]rtG  
                           VG);om7`PD  
    O\6U2b~  
    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。 9@lWI  
    F!]Sr'UA  
    {drc}BL_  
    Ho>Np&  
    (k?H T'3)  
    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。 );$99t  
    2. 对于此转换，使用了薄元近似(TEA)。因此，所得到的结构与初始相位函数成正比。 D5TDg\E  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 %up?70  
    4. 要在不同的模拟场景中使用这种结构，需要从组件内部获取实际的采样表面或指定的堆栈。 mHxR4%i5  
    lH}KFFbp  
     {'5"i?>s0>  
    衍射分束器表面 Upe}9xf  
    qhEv6Yxfw6  
     zaqX};b  
    Cf 2@x  
    为了进一步评估，使用了通用光栅光学设置，其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪，以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 /|IPBU 5  
    VPe0\?!d  
    xT%`"eM}  
    5~L]zE  
    u^1#9bAW8  
     }yz>(Pq  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) j]Jgz<  
    DxJ;C09xNa  
     tAdE<).!  
    0zaK&]oY0  
     一般光栅组件提供了薄元近似(TEA)和傅里叶模态方法(FMM)作为解决模型给定的光栅。 V!W.P  
     薄元近似通常产生更快的结果，当结构小于波长的5倍,可能有精度问题，。 \D7bTn  
     傅里叶模态方法允许一个严格的模拟，但需要更高的数值计算。 Vw;Z0_C  
    *l+#<5x  
     Y`;}w}EcgR  
    n HseA  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 [3 Pp NCY  
    CM;b_E)9)f  
     KK){/I=z  
    光栅级次分析仪提供了所有衍射阶的效率的概述，作为许多可能的输出。 cHs3:F~~  
    Ld4U  
    i%hCV o  
    使用可编程光栅分析仪，用户可以指定应计算的值。例如:总效率、均匀性误差、0阶效率 0l!#u`cCI  
    WYw#mSp  
    gcJ!_KZK  
    设计与评估结果 C=: <[_m`  
    相位功能设计 &X=7b@r  
    结构设计 szI7 I$Qb  
    TEA评价 kZ40a\9 Ye  
    FMM评估 $x0SWJ \G  
    高度标度（公差）     g.lTNQm$u  
    eS`VI+=@0  
    通用设置 kT% wt1T4  
    d*gAL<M7E  
    P@{ x@9kI  
    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。 =[6^NR(  
    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。     #B `?}a=  
    dzf2`@8#  
    B,%Vy!o  
    纯相位传输设计     T(b9b,ov)  
    EBj^4=b[  
     sV\_DP/l  
    j[>cv;h ;  
    结构设计 "y1Iu   
    j4.wd RK  
     wP!X)p\  
    oQ!M+sRmF  
    %TB(E<p`  
    更深的分析 IhnBp 6p9  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 (]|h6aI'}  
    •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。 8Zv``t61  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 RBX<>*  
    "yWw3(V2>  
     @:lM|2:  
    ).T&fa"  
    使用TEA进行性能评估 *ByHTd  
    q7R]!zk  
     ^Q6J$"Tj  
     ,g*!NK_:5t  
    使用FMM进行性能评估 \br!77  
    &V"oJ}M/a  
     oMh$:jR$  
    V%Uj\cv  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 YOCEEh?  
    K1& QAXyP  
     'h>uR|  
    x 7j#@C  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 .tBlGMcN  
    jL VJ+mu  
     >I5:@6 Z  
     &Y@i:O  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 8|u4xf<  
    HU3:6R&  
     N8<J'7%  
     PwY/VGT  
    VirtualLab Fusion技术 9}573M  
    &w@]\7L,:  
     +-9vrEB  
    D=tZ}_'{t  
     
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