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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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    光券
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2023-08-09
    摘要 jA "}\^%3  
    fDYTupKXH  
    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。 +aOevkY]  
    6EC',=)6R  
    ln_&Ux+l  
     W$]qo|2P  
    设计任务 v RD/67  
    >!5RY8+  
    使用近轴近似的衍射1：7×7分束器的初步设计通过严格分析，进一步优化零阶均匀性和影响 v[|-`e*  
    }S iR;2W  
     r?)1)?JnHe  
    TQb/lY9*  
    光栅级次分析模块设置 /- Gq`9Z  
                           O+&;,R:  
    >4@w|7lS  
    使用常规的分束器会话2编辑器，VirtualLabFusion提供了一个指导工具，允许用户一步一步地指定所有影响分束器设计的参数。 `Ku:%~$/  
    j f4<LmR  
    :PV3J0pB~  
    p7AsNqEp  
    ok6t| 7sq  
    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。 RQ0^ 1 R  
    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。 :Y Ls]JI<  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 !{,2uQXe  
    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。 2r2:  
    xw{K,; WeO  
     J#:`'eEG  
    衍射分束器表面 nt"\FZ*;3  
    S? Cd,WxT  
     8'E7Uj  
    Y*b$^C%2  
    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。 uj)vh  
    }!xc@  
    ?6"U('y>n  
    G5|nt#>  
    \Dl MOG  
     BNk>D|D;  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) PE;<0Cz\  
    A1;'S<a  
     x [vb i  
    kXdXyq  
     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。 o5Rv xGN  
     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，。 43g1/,klm  
     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。 k]AL\) &W  
    e{5O>RO  
     ^d# AU7V|  
    3rMi:*?  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 w^cQL%  
    >KQ/ c  
     ]w,|WZm  
    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。 ^:$ShbX"P  
    f/z]kfgw  
    SnX)&>B  
    使用可编程光栅分析仪，用户可以指定应计算的值。例如:总效率、均匀性误差、0阶效率 OI0@lSAo<  
    %qqCpg4  
    !yi*Zt~  
    设计与评估结果  ngJ{az  
    相位功能设计 pm9sI4S  
    结构设计 G,+3(C  
    TEA评价 ~233{vh$=>  
    FMM评估 45BpZ~-  
    高度标度（公差）     3 QXsr<  
    g`Q!5WK*  
    通用设置 )b%zYD9p  
    H>D?  
    Pxkh;:agD  
    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。 InRRcn(  
    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。     "5ISKuL  
    O9<oq  
    F( /Ka@  
    纯相位传输设计     } gwfe H  
    +2p}KpOsL  
     iZ/iMDfC  
    [5!{>L`  
    结构设计 4Wvefq"  
    `|&0j4(Pg  
     ,y-!h@(  
    "9X!Ewm"P  
    NBBR>3nt  
    更深的分析 f8UJ3vB  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 lSoAw-@At8  
    •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。 ![4_K':=  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 Hj1?c,mo4  
    aMT=pGU  
     oO7)7$|1  
    =j20A6gND  
    使用TEA进行性能评估 ~PAI0+*"q  
    y\CxdTs  
     CRiqY_gBf  
     8 .K; 2  
    使用FMM进行性能评估 8$RiFD ,  
    zmu+un"\j  
     \J#&]o)Y  
    1A* "v  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 UxF9Ko( ]d  
     V_e  
     b>#=7;  
    nWK7*  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 TI2K_'  
    j, *= D6  
     2 p}I  
     zN)).a  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 / $s(OFbi#  
    X(.[rC>  
     f `}/^*D  
     +T4}wm  
    VirtualLab Fusion技术 ZCBF&.!  
    @)!N{x?  
     `}L{gssv  
    '.gi@Sr5  
     
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