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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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    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 q+|Dm<Ug  
    }^)M)8zS  
    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。 dRas9g  
    W53i5u(  
    f^m8 4o'  
     s:wLEj+  
    设计任务 q^O{LGN  
    PM o>J|^  
    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 T~`m'4"+c  
    9.SPxd~  
     %w' @:~0  
    /of,4aaK7  
    光栅级次分析模块设置 f0MHh5  
                           a+r0@eFLc  
    @0n #Qs|E!  
    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。 @i6D&e=  
     =Lp0i9c  
    Kax85)9u  
    -L1{0{Z  
    /$+ifiFT  
    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。 W#-M|  
    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。 6Dw[n   
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 jc)D*Cf  
    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。 _2U1$0xK  
    GJ{]}fl  
     ]#+fQR$!  
    衍射分束器表面 ]U'KYrh  
    A3M)yWq  
     6ZCt xs!  
    HQv#\Xi1  
    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。 cp[4$lu  
    \CU.'|X  
    9dSKlB5J  
    Rz*%(2Vz  
    v3.JG]zLpP  
     0&c12W|B<L  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) PlTY^N6Hn  
    ]e)<CE2   
     A!goR-J]  
    y*|"!FK  
     一般光栅组件提供了薄元近似(TEA)和傅里叶模态方法(FMM)作为解决模型给定的光栅。 Y/)>\  
     薄元近似通常产生更快的结果，当结构小于波长的5倍,可能有精度问题，。 )[G5qTO  
     傅里叶模态方法允许一个严格的模拟，但需要更高的数值计算。 I9k o*f  
    GP`_R  
     #Z (B4YO  
    :);GeZ  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 *.W ![%Be  
    7lf* vqG  
     dM#\h*:=  
    光栅级次分析仪提供了所有衍射阶的效率的概述，作为许多可能的输出。 !XzRV?Ih;  
    X;ijCZb3b  
    TJ2$ Z  
    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 vKol@7%N  
    v34XcA  
    9M<qk si  
    设计与评估结果 }3=]1jH6  
    相位功能设计 Ol D]*=.cO  
    结构设计 @<AyCaU`.  
    TEA评价 W[w8@OCNf  
    FMM评估 ^5j9WV  
    高度标度（公差）     fZT=q^26  
    F0+u#/#  
    通用设置 >$?$&+e}  
    fh}\#WE"  
    }(20MW8rMc  
    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。 y`7BR?l  
    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。     (A/V(.!  
    /&cb`^"U^  
    ON] z-  
    纯相位传输设计     MXSPD# gN  
    b2r@vZ]D  
      K7 U`  
    8L6!CP_!  
    结构设计 *siS4RX2  
    :74)nbS  
     kImS'i{A  
    f9X*bEl9;`  
    UIovv%7zZ  
    更深的分析 V!a\:%#^Y  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 y]+i. 8[  
    •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。 WFsa8qv  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 pDrM8)r  
    YeptYW@xfw  
     aj|I[65  
    rRly0H  
    使用TEA进行性能评估 ~X*)gS-=  
    2u/~#Rt&*  
     4{[Df$'e>  
     W`C2zbC  
    使用FMM进行性能评估 ((B7k{`  
    ZG H2  
     al(t-3`<  
    A"2k,{d  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 o} YFDYi  
    :,]V 03  
     uIiE,.Uu}  
    @s b\0}  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 q6%jCt2'  
    'Oyz/P(p  
     cAC]%~orx  
     hwSn?bkw  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 v\'E o* 4  
    wm=!tx\`k  
     C;-9_;&  
     !X e  
    VirtualLab Fusion技术 j7?53e  
    ^uD r  
     4 ac2^`  
    4'cdV0]  
     
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