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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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    光币
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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 -FQC9~rR;g  
    \El|U#$u'  
    直接设计非近轴衍射分束器仍然是一个挑战。由于衍射角相当大，元件的特征尺寸与工作波长在相同的数量级上。因此，设计过程超出了近轴建模方法。因此，在这个例子中，迭代傅里叶变换算法(IFTA)和薄元素近似(TEA)用于衍射元素的初始设计结构，和傅里叶模态方法(FMM)随后应用于严格的性能评估。 ll^Th >  
    r3n=<l!Jr  
    TFAYVK~  
     es. jh  
    设计任务 n;e."^5  
    ;gZwQ6)i  
    使用近轴近似的衍射1：7×7分束器的初步设计通过严格分析，进一步优化零阶均匀性和影响 U* -% M  
    Tm (Q@  
     xeJ9H~^  
    H|grbTv,  
    光栅级次分析模块设置 29&sydu  
                           =6.8bZT\  
    b{Z^)u2X  
    使用常规的分束器会话2编辑器，VirtualLabFusion提供了一个指导工具，允许用户一步一步地指定所有影响分束器设计的参数。 xR\D(FLV S  
    kA?X^nj@  
    W Atg  
    }@3Ud ' Y  
    h`z2!F4  
    1. 通过应用设计带中的结构设计，所得到的传输函数可以转换为结构轮廓。 H+S~ bzz  
    2. 对于此转换，使用了薄元近似(TEA)。因此，所得到的结构与初始相位函数成正比。 SNQz8(O  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 <9Lv4`]GU5  
    4. 要在不同的模拟场景中使用这种结构，需要从组件内部获取实际的采样表面或指定的堆栈。 6H(fk1E  
    ;b, -$A  
     Fg_?!zR>6  
    衍射分束器表面 4JX`>a{<  
    L!CX &  
     L~@ma(TV{K  
    3r,1^h  
    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。 aK8bKlZe  
    j lYD~)  
    *ge].E  
    UN cYu9[  
    \[Sm2/9v  
     FQ ;4'B^k]  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) ZA *b9W  
    9oZ } h&  
     8QkWgd7y  
    )e4WAlg8c  
     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。 J!21`M-Ue  
     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，。 bYwI==3  
     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。 o|R*POM  
    `_NnQ%  
     jF%)Bhn(  
    ,Y+r<;  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 aukk|/3Ih  
    tYI ]LL  
     AzLbD2Pl  
    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。 ga4/,   
    Jngll  
    Cfv L)f  
    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 v#Cz&j  
    0EL\Hd  
    Hs:4I  
    设计与评估结果 K7 t&fDI  
    相位功能设计 F&W0DaH  
    结构设计 e5*5.AB6&  
    TEA评价 |i,zY{GI+2  
    FMM评估 /3CHE8nSh  
    高度标度（公差）     nx!qCgo  
    JcvHJ0X~a  
    通用设置 2*~JMbm  
    )64LKb$  
    %Y)PH-z  
    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。 Zu2m%=J`  
    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。     fZka%[B  
    b>hBct}  
    "e1{V8 4  
    纯相位传输设计     |'V<>v.v  
    JfZL?D{NM  
     -Z`(? k  
    E %wV  
    结构设计 8]cv&d1f  
    <3SFP3^:  
     _ 6+,R  
    "4Vi=*2V  
    WrE-Zti  
    更深的分析 %5Q7#xU  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 J)7,&Gc6  
    •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。 _1w.B8Lyz@  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 (uuEjM$3%  
    EuKrYY]g  
     E"9/YWv  
    %fn'iKCB  
    使用TEA进行性能评估 mJ6t.%'d  
    ~>}dse  
     I,],?DQX2)  
     Gx(KN57D  
    使用FMM进行性能评估 7 SjF9x  
    OBKC$e6I  
     %8Z|/LGg  
    C|.$L<`  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 /I`cS%U  
    r)9i1rI+  
     N27K  
    E>l#0Zw  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 ~_dBND?  
    Q>SPV8s   
     *#prSS  
     YO.`l~ v  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 SxLHFN]  
    M\Uc;:) H  
     uJ|5 Ve  
     >+A1 V[  
    VirtualLab Fusion技术 :w {M6mM>  
    {L-{Y<fke  
     uNPD~TYN  
    323yAF  
     
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