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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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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2023-08-09
    摘要 +)WU:aKI  
    0QW=2rs  
    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。 #"rK1Z  
    d?J&mLQ6  
    72"H#dy%U  
     Q2- lHn^L:  
    设计任务 Tn1V+)  
    Gj-nT N  
    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 TUC)S&bC  
    T:Nk9t$W7@  
     w6cl3J&  
    d[p2? ]  
    光栅级次分析模块设置 5!fYTo|G>  
                           1<73uR&b%  
    oV0 45G  
    使用常规的分束器会话2编辑器，VirtualLabFusion提供了一个指导工具，允许用户一步一步地指定所有影响分束器设计的参数。 `62v5d*>a  
    K_YOp1  
    -yc YQ~R  
    th[v"qD9G  
    Vi-Ph;6[  
    1. 通过应用设计带中的结构设计，所得到的传输函数可以转换为结构轮廓。 l7qW)<r  
    2. 对于此转换，使用了薄元近似(TEA)。因此，所得到的结构与初始相位函数成正比。 g ,EDE6`8  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 N;'c4=M~(  
    4. 要在不同的模拟场景中使用这种结构，需要从组件内部获取实际的采样表面或指定的堆栈。 bA#9'Qu^j  
    rf%lhBv  
     >h;]rMD!|  
    衍射分束器表面 `}#rcDK  
    C&H'?0Y@  
     reh{jMC  
    _8u TK%|  
    为了进一步评估，使用了通用光栅光学设置，其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪，以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 s$hO/INr  
    IJGw<cB]+  
    15Mtlb  
    k Alx m{  
    HS{Vohy>  
     ?#=xx.cF  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) i83~&Q=  
    Vn sV&cx  
     Fb]+h)on  
    rN} 8~j  
     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。 d7vPZ_j^z  
     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，。 W<pr Y  
     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。 f1ANziC;i  
    ai sa2#  
     gPMfn:a-8  
    Ph[MXb:*  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 `/>kN%  
    n>q!m@ }<  
     '?veMX  
    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。 ;(/go\m tB  
    Mi8)r_l%O  
    R#4l"  
    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 rV%T+!n%c  
    l5Bm.H_  
    M.mn9kw`  
    设计与评估结果 y ;[~(Yg[  
    相位功能设计 p!YK~cH[  
    结构设计 >[;@ [4}  
    TEA评价 3?*d v14  
    FMM评估 Ie. on)  
    高度标度（公差）     fYk>LW  
    hYkk r&  
    通用设置 JFm@jc  
    a(A~S u97  
    Jh E C  
    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。 "frZ%mv  
    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。     FFcCoPX_  
    '2r  
    1WMZ$vsQUb  
    纯相位传输设计     ;b0Q%TDh  
    CwX?%$S   
     i86:@/4~F  
     lrv-[}}  
    结构设计 ^}-l["u`  
    rS BI'op  
     4@-tT;$  
    )- 3~^Y#r_  
    hUlRtt  
    更深的分析 AfTm#-R  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 et 1HbX  
    •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。 o7!A(Eu  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 IEy$2f>Ns  
    zas&gsl-;  
     kT@ITA22  
    o&1mX  
    使用TEA进行性能评估 eVfD&&@  
     ydzsJ+dx  
     tw$EwNI[  
     9xK>fM&u  
    使用FMM进行性能评估 :b44LXKCP  
    `nyz,  
     f 3H uT=n  
    MT>sRx #  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 9!n:hhJM  
    1$T`j2s  
     }+KM"+@$<  
    ElW\;C:K*  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 W/2y; @  
     BjH|E@z  
     S5hc@^|0Z  
     7T)y"PZ  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 Bo "9;F  
    ?_gvI  
     ^&YtZjV  
     QPf\lN/$4d  
    VirtualLab Fusion技术 m=6?%' H}  
    ; pBLmm*F  
     XE2Un1i}j1  
    4~Cf_`X}]  
     
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