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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 mayJwBfU  
    3nxG>D7  
    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。 ~66xO9s  
    f9De!"*&  
    R?{+&r.X  
     >L7s[vKn  
    设计任务 .JhQxXj  
    rpR${%jc  
    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 yeo&Qz2vU  
    TktH28tK  
     M;(,0dk  
    zKJ2 ~=  
    光栅级次分析模块设置 ,?fJ0n:!%  
                           J!I)G&:  
    k:@DK9 "^  
    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。 ^Co-!jM  
    -3I3 X  
    V2MOD{Maat  
    c`;\sW-_W  
    kxn&f(5  
    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。 qL(Q1O!  
    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。 IPiV_c-l  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 {1W:@6tl  
    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。 !IxO''4  
    \o9 \i kR  
     Ha'[uEDb  
    衍射分束器表面 :{lwz#9V  
    #&Sr;hAJ  
     K1B9t{T  
    o2 14V\  
    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_qq Bd  
    V~J5x >O  
    &d#R'Z  
    :+rGBkw1m  
    `8:0x?X  
     $pGT1oF[E  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) ]Bw0Qq F#  
    1>!LK_  
     G0cG%sIl  
    J=4>zQLW  
     一般光栅组件提供了薄元近似(TEA)和傅里叶模态方法(FMM)作为解决模型给定的光栅。 EY}:aur  
     薄元近似通常产生更快的结果，当结构小于波长的5倍,可能有精度问题，。 y8Va>ul"U  
     傅里叶模态方法允许一个严格的模拟，但需要更高的数值计算。 {Kz,_bo  
    j0jl$^  
     eL!41_QI  
    !40>LpL[  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 ~E<2gMKjO  
    $o^Z$VmL  
     k ;WD[SV  
    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。 GK(CuwJe  
    P&-o>mM  
    92+8zX  
    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 DSGcxM+  
    Xlo7enzY  
    nQ%HtXt;  
    设计与评估结果 v9$!v^U"D  
    相位功能设计 H=r-f@EOrI  
    结构设计 {|;a?] ?  
    TEA评价 lW bu`y  
    FMM评估 q2GW3t  
    高度标度（公差）     a QH6akH  
    vDy&sgS$<  
    通用设置 _;<!8e$C  
    z\YIwrq3*  
    }\pI`;*O|  
    提供多次运行文档，允许用户执行任意数量的设计，并提供根据特定标准筛选结果的选项。 jvT'N@  
    通过这种方法获得了以下三个结果：我们将对其进行进一步评估。     D$>_W,*V  
    3Ob.OwA  
    #;!&8iH  
    纯相位传输设计     Fsx?(?tCMo  
    u8e_Lqx?  
     BFLef3~.0  
    'J|2c;M\x  
    结构设计 !>UlvT-  
    &W `xZyb3  
     >}5?`.K~Q*  
    gk]QR.  
    g7oY1;  
    更深的分析 Onmmcem  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 4s\spvJ  
    •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。 h}bfZL  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 KKeMi@N  
    8h )XULs2  
     0=d2_YzSf  
    1Pf(.&/9_  
    使用TEA进行性能评估 49$P  
    7#8Gn=g  
      *kr/,_K  
     V\~.  
    使用FMM进行性能评估 `-NK:;^  
    ?^|`A}q#  
     \l+v,ELX=  
    K}*ets1s}  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 .nV2 n@SR  
    DM.lQ0xk  
     oy+|:[v:Fk  
    |dRVSVN  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 p [O6  
    JJ.8V72;!Z  
     Z\0Rw>#  
     LZ*8YNp1'  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 mh }M|h5Im  
    XTol|a=  
     Uqr>8|t?  
     yzK;  
    VirtualLab Fusion技术 ">uN={Iy  
    /-=fWtA  
     {>&~kM@  
    gesbt  
     
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