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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 Y5c( U)R8  
    l*B;/ >nR  
    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。 #uuwzE*M_  
    r/:9j(yxr  
    _$MoMg{uJH  
     XfViLBY( >  
    设计任务 2>ce(4Gky  
    'ZL)-kbI  
    使用近轴近似的衍射1：7×7分束器的初步设计通过严格分析，进一步优化零阶均匀性和影响 IL YS:c58=  
    6CY_8/:zL  
     dkG-Yz~  
    dH#o11[  
    光栅级次分析模块设置 h8pc<t\6  
                           BIw9@.99B-  
    6l:CDPhR  
    使用常规的分束器会话2编辑器，VirtualLabFusion提供了一个指导工具，允许用户一步一步地指定所有影响分束器设计的参数。 B:^5W{  
    N<$ uAns  
    gbXzD`WQ  
    axXA y5  
    :S~XE  
    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。 =qI JXV  
    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。 iOj mj0  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 AL H^tV?  
    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。 dYf Vox;  
    1G{$ B^ f  
     TQID-I  
    衍射分束器表面 s49 AF  
    AHn^^'&x[  
     v,Ep2$  
    r4!zA-{  
    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。 owmA]f  
    ,lL0'$k~  
    5x=tOR/h  
    ZiVTc/b  
    9R'rFI  
     pZjyzH{~  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) <Ni]\-*  
    cN&b$ 8O=%  
     ?B@iBOcu[  
    MFE~bU(h  
     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。 Xps MgJ/w  
     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，。 q;>'jHh  
     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。 z'fGHiX7.0  
    W9a H]9b  
     _W]3_1Lu  
    3<'SnP3mY  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 //V?rs  
    |_!xA/_U'T  
     /+02 BP  
    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。 k"GW3E;  
    XXxX;xz$  
    "xnek8F  
    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 urXM}^  
    o6B!ikz 8  
    G ^r^" j  
    设计与评估结果 T'f E4}rY  
    相位功能设计 ,+zLFQC0@  
    结构设计 i1|-  
    TEA评价 0~an\4nh  
    FMM评估 ~~'XY(\L@  
    高度标度（公差）     t=A| K    
    1)%9h>F7  
    通用设置 F?5kl/("  
    )oHIRsr  
    NZdQz  
    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。 JGH9b!}-1  
    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。     f8'&(-  
    BXyZn0k  
    @f{)]I +f  
    纯相位传输设计     %DzS~5$G  
    h1JG^w$ 5  
     "o=h /q5&  
    PJh\U1Z  
    结构设计 O{SU,"!y  
    BD,~M*%z  
     0+cRUH9Ew  
    ZaXK=%z  
    @: %}clZ  
    更深的分析 "+Xwc+v^  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 RQ}x7< /{  
    •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。 cs~ }k7><  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 s+Ln>c'|o  
    $ZwsTV]x  
     q'q'v S  
    3cQTl5,  
    使用TEA进行性能评估 bF?EuL  
    r`28fC  
     4lvo9R  
     (VwS 9:`  
    使用FMM进行性能评估 zS|%+er~zO  
    *R1x^t+)  
     r")=Z1y  
    oBKZ$&_h  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 9I30ULm  
    8>Ervi`  
     LNk 3=v2M  
    fs>0{  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 r`wL_>"{n  
    U{eC^yjt"o  
     "0zMx`Dh  
     >2>xr"  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 *~2jP;$  
    .-c3f1i  
     jwAO{.}T1r  
     +apIp(E+  
    VirtualLab Fusion技术 *b7 HtUA  
    MeP U`M--  
     ,MOB+i(3*u  
    MH{vFA4:,  
     
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