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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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    光券
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2023-08-09
    摘要 4@9Pd &I  
    *,\v|]fc  
    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。 +_GS@)L`%  
    adLL7  
    uw;Sfx,s  
     5kGniG?T#  
    设计任务 JFT$1^n  
    Q'OtXs 80  
    使用近轴近似的衍射1：7×7分束器的初步设计通过严格分析，进一步优化零阶均匀性和影响 Ht[$s40P  
    *Fy6 -CC1  
     A`7(i'i5]  
    8t!jo.g  
    光栅级次分析模块设置 }3 xkA  
                           u8-6s+ O  
    )r e<NE&M  
    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。 =gVMt  
    #^}H)>jWy  
    Tg{5%~L]   
    M@[W"f Wq  
    SkjG}  
    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。 _vTr?jjfK  
    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。 lHM+<Z  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 24J c`%7,=  
    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。 V0;"Qa@q  
    NBk0P*SI  
     vl:~&I&y;R  
    衍射分束器表面 oJa}NH   
    VeQGdyhY  
     Y(UK:LZ'  
    48:xvTE?N  
    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。 i^DMnvV.  
    uWJJ\  
    y8YsS4E^Q  
    {Z2nc)|7C  
    w[X-Q+7p(t  
     jSjC43lh  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) YE`Y t  
    bTJ<8q  
      E0!d c  
    iqlb,8  
     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。 ~cc }yDe  
     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，。 @T^FOTW  
     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。 xt|^~~ /  
    3CD#OCz7&  
     ]hV!lG1_  
    SnG(/1C8  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 |$\K/]q -  
    *H!BThft4  
     @_kF&~  
    光栅级次分析仪提供了所有衍射阶的效率的概述，作为许多可能的输出。 ]EKg)E  
    W{-g?)Tou  
    q=pRe-{  
    使用可编程光栅分析仪，用户可以指定应计算的值。例如:总效率、均匀性误差、0阶效率 1)k+v17]f5  
    Cn/WNCzst&  
    %tP*_d:  
    设计与评估结果 <8}FsRr;J  
    相位功能设计 t#"0^$l=  
    结构设计 `,'/Sdr  
    TEA评价 Qa,=  
    FMM评估 F q~uuQ  
    高度标度（公差）     JaUzu3*=  
    i2Wvu3,D3-  
    通用设置 G:1d6[Q5{  
    O[VY|.MEk  
    "r46Rfa  
    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。 42]7N3:'  
    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。     d/R!x{$-f  
    opa}z-7>^  
    y.A3hV%6b  
    纯相位传输设计     WnG 2\(U  
    :\|A.# U  
     %_W4\  
    U,P>P+\@  
    结构设计 ketp9}u  
    ^:-GPr  
     CFh9@Nx  
    YTyrX  
    EQ273sdK  
    更深的分析 Wa|V~PL+T  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 pA*C|g  
    •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。 14 & KE3`  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 2yK">xYY@  
    J>  
     U|3!ixk>>w  
    0 cycnOd  
    使用TEA进行性能评估 tle`O)&uo  
    ]QaKXg)3q  
     Z8 v8@Y  
     yus3GqPI  
    使用FMM进行性能评估 !uGfS' Vl  
    JjS+'A$A5  
     w5 .^meU  
    1@v <  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 {T-\BTh&Q  
    AU\=n,K7  
     Ow4_0l&  
    }i!+d,|f  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化  _BP%@o  
    {<ShUN  
     bJ_rU35s>  
     <2)AbI+3  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 D;!sH?J@+  
     Lw\u{E@  
     %k#+nad  
     Leb Kzqe  
    VirtualLab Fusion技术 "IU}>y>J  
    \>5sW8P]H`  
     sg,\!'  
    1x_EAHZ>7  
     
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