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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 8[d6 s  
    ;w^{PZBg  
    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。 C[nacAi  
    (z^9 87G  
    uEdeA'*^  
     :+UahwiRD"  
    设计任务 AUPTtc`#Y  
    E\XD~  
    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 H)NT2@%{P  
    yYvv!w+@Q  
     MJG)fFl] O  
    WGI4DzKa  
    光栅级次分析模块设置 leO..M  
                           wsAijHjJI!  
    b0[H{q-z{X  
    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。 v:u=.by99  
    JV;-P=o1B  
    =R0#WMf$@  
    B/b S:  
    \-RVPa8k  
    1. 通过应用设计带中的结构设计，所得到的传输函数可以转换为结构轮廓。 5db9C}0  
    2. 对于此转换，使用了薄元近似(TEA)。因此，所得到的结构与初始相位函数成正比。 6" |+\  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 z[De?8=)  
    4. 要在不同的模拟场景中使用这种结构，需要从组件内部获取实际的采样表面或指定的堆栈。 crRYgr  
    fC!+"g55  
     d1n*wVl  
    衍射分束器表面 wj|[a,(r  
    !T1)tGrH  
     j(];b+>  
    3L-}B#tI  
    为了进一步评估，使用了通用光栅光学设置，其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪，以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 THz=_L6  
    #B8V2_M  
    .u&GbM%Ga  
    h}f l:J1C  
    Q5/BEUkC  
     [ h~#5x  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) o;7_*=i  
    Ap9 %5:]  
     "78BApjWT6  
    Ib0@,yS[  
     一般光栅组件提供了薄元近似(TEA)和傅里叶模态方法(FMM)作为解决模型给定的光栅。 ^Mi&2AvS  
     薄元近似通常产生更快的结果，当结构小于波长的5倍,可能有精度问题，。 DT>Giic  
     傅里叶模态方法允许一个严格的模拟，但需要更高的数值计算。 d/&~IR  
    ^fT?(y_= e  
     uI+^8-HZ;  
    c_)lTI4  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 W,p?}KiO T  
    cj9<!"6  
     h . R bdG  
    光栅级次分析仪提供了所有衍射阶的效率的概述，作为许多可能的输出。 yZqX[U  
    wsyAq'%L  
    4: S-  
    使用可编程光栅分析仪，用户可以指定应计算的值。例如:总效率、均匀性误差、0阶效率 I9E]zoj8  
    'I1^70bB  
    2^T`> ?{X  
    设计与评估结果 a^.5cJ$]  
    相位功能设计 e$=0.GWT  
    结构设计 G5'HrV  
    TEA评价 Mh*^@_h?  
    FMM评估 Y+ea  
    高度标度（公差）     6 xAR:  
    \KT}T  
    通用设置 q8P$Md-=b1  
    PxiJ R[a  
    M_EXA _  
    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。  v{ *#  
    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。     !(-S?*64l  
    MPF;P&6  
    Qlgii_?#@  
    纯相位传输设计     KI~M.2pk  
    c(G;O )ikS  
     w8>  
    ^E`SR6_cmj  
    结构设计 .Pi8c[  
    z 2Rg`1B  
     P *zOt]T  
    BaUcmF2Q  
    !pG_MO  
    更深的分析 FT+[[9i  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 #JIh-h@  
    •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。 V [KFZSA  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 euc|G Xs  
    +-+%6O<C  
     Hj^_Cp]@*  
    uf<nVdC.  
    使用TEA进行性能评估 =TG[isC/F9  
    hRKA,u/G  
     C AvyS  
     tNbZ{=I>  
    使用FMM进行性能评估 n#lZRwhq  
    m C &*K  
     K|g+W t^tQ  
    U jrML  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 sGs_w:Hn  
    X23#y7:  
     ,2?Sua/LD  
    sAec*Q(R  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 Uc<j{U ,  
    jX8,y  
     % A8dO+W  
     E+xC1U 3  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 !H[K"7w  
    d2XS w>  
     EvQMt0[?EW  
     d iGkwKj  
    VirtualLab Fusion技术 `rLy7\@;  
    N);2 2-  
     "ABg,^jf  
    xpjv @P  
     
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