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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 XgVhb<l_  
    4KxuSI^q  
    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。 T.z efoZ  
    Pw]+6  
    (5Q<xJ  
     Yg5o!A  
    设计任务 yph@H!@  
    (FGy"o%TP'  
    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 z"|jCdZGM  
    0@{bpc rc  
     $A5O>  
    LrO[l0#'Q  
    光栅级次分析模块设置 _0u=}tc  
                           QPp31o.!5  
    C[Q4OAFG  
    使用常规的分束器会话2编辑器，VirtualLabFusion提供了一个指导工具，允许用户一步一步地指定所有影响分束器设计的参数。 @6~m&$R/  
    HhCFAq"j  
    WQCnkP  
    $;=^|I4E  
    D,p 2MBr  
    1. 通过应用设计带中的结构设计，所得到的传输函数可以转换为结构轮廓。  s=:LS  
    2. 对于此转换，使用了薄元近似(TEA)。因此，所得到的结构与初始相位函数成正比。 4IOqSB|  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 0#Us *:[6  
    4. 要在不同的模拟场景中使用这种结构，需要从组件内部获取实际的采样表面或指定的堆栈。 z"  z$.c  
    -0;{  
     WRbdv{ 1E  
    衍射分束器表面 -@w}}BR  
    ,H?e23G  
     DsxNg  
    hEo$Jz`  
    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。 $Sy}im\H  
    N@Ap|`Ei  
    $aT '~|?  
    >2K'!@ ~'  
    $!p2Kf>/Q  
     # ^,8JRA  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) =s:kC`O  
    r&v!2A]:  
     P^Og(F8;  
    s H'FqV,)  
     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。 &09~ D8f'  
     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，。 )iIsnM  
     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。 i,RbIZnJ  
    VFq\{@- %  
     cRag0.[  
    NODg_J~T  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 RJ4=AA|  
    $@^\zg1n  
     I WT|dA >  
    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'F*uS  
    K4|fmgcy.  
    {9P(U\]e]k  
    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 SMB&sl  
    F|VHr@%  
    XF3lS#pt  
    设计与评估结果 7r(c@4yPI  
    相位功能设计 b/T k$&  
    结构设计 h;(mb2[R  
    TEA评价 &432/=QSm0  
    FMM评估 ) .V,zmI  
    高度标度（公差）     &C9)%5 O)  
    F2(^O Fh  
    通用设置 $LU|wW  
    1"<{_&d1  
    3WGOftLzt  
    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。 BdvpG  
    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。     -~~R?,H'Z_  
    2=7[r-*E  
    ?u{Mz9:?HT  
    纯相位传输设计     PK{FQ3b2{  
    "K|':3n|  
     $Mx?Y9!  
    RSM+si/  
    结构设计 Y!(w.G  
    XTb .cqOC  
     j\B taC  
    b9b`%9/L  
    Z]Z&PbP  
    更深的分析 6|6O| <o  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 V+|$H h8  
    •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。 xo-}t5w6t  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 =zp{ ^mC  
    aiw4J  
     axXR-5c  
    -=u9>S)!c  
    使用TEA进行性能评估 ST0|2)Lh"  
    Z0V6cikW6  
     `X =[ m>  
     S@,x^/vT  
    使用FMM进行性能评估 Z#;\Rb.x7  
    tM:$H6m/(  
     wv%UsfD  
    i MS4<`  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 oO;< $wx2t  
    "zIQ(|TL?d  
     Y\(?&7Aax  
    K_X(j$2Xc  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 UrS%t>6k  
    ]h=y  
     B SEP*#s  
     bGj<Dojl  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 JJ_KfnH  
    ; ?,'jI*1  
     i Nn?G C>  
     s"wz !{G4  
    VirtualLab Fusion技术 $M4C4_oPy  
    _UF'Cf+Y  
     bh5C  
    DxP65wU  
     
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