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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 d^"dL" Q6m  
    n@LR?  
    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。 .s4hFB^n  
    )4d)G5{  
    % -~W|Y  
     < V?CM(1C  
    设计任务 KRS_6G],{  
    a:C'N4K  
    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 $9 GRAM.  
    #+V5$  
     b8V]/  
    ?Rc+H;x=f  
    光栅级次分析模块设置 ,2F4S5F~rC  
                           njk.$]M|nf  
    Kt WG2  
    使用常规的分束器会话2编辑器，VirtualLabFusion提供了一个指导工具，允许用户一步一步地指定所有影响分束器设计的参数。 .xtjB8gc  
    Q AJX7  
    r7tN(2;5  
    S- Mh0o"  
    R jO9E.nm  
    1. 通过应用设计带中的结构设计，所得到的传输函数可以转换为结构轮廓。 WZk\mSNV  
    2. 对于此转换，使用了薄元近似(TEA)。因此，所得到的结构与初始相位函数成正比。 )oOcV%  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 Z+!3m.q  
    4. 要在不同的模拟场景中使用这种结构，需要从组件内部获取实际的采样表面或指定的堆栈。 &"dT/5}6  
    Bp3%*va  
     *_<P% J  
    衍射分束器表面 ^(ks^<}  
    !GkwbHr+p  
     RUTlwTdv  
    G"CV S@  
    为了进一步评估，使用了通用光栅光学设置，其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪，以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 B;'Dh<J1  
    0\t k/<w2  
    {mPalo A  
    P5;LM9W  
    W~GbB:-  
     q #f U*  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) ^'S0A=1  
    ,s'78Dc$  
     @Taj++ua  
    /#Y)nyE  
     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。 Bcx-t)[  
     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，。 jB]tq2i  
     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。 !1f8~"Z  
    iw6qNV:\Z  
     T>(nc"(  
    2 Mc/ah  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 \H$Ps9Xh  
    6JWCB9$4  
     -If-c'"G  
    光栅级次分析仪提供了所有衍射阶的效率的概述，作为许多可能的输出。 @ViJJ\  
    &sL(|>N  
    N9r}nqCN  
    使用可编程光栅分析仪，用户可以指定应计算的值。例如:总效率、均匀性误差、0阶效率 LTu cs }  
    C+-GE9=  
    de{KfM`W;  
    设计与评估结果 u7>b}+ak&  
    相位功能设计 7<[p1C*B  
    结构设计 #LlHsY530N  
    TEA评价 ~ \tI9L?|A  
    FMM评估 *loPwV8  
    高度标度（公差）     0bxB@(NO  
    ODK$G [-  
    通用设置 =whZ?,u1   
    I]P'wav~O  
    !oeu  
    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,bfD3S3  
    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。     |pJ)w  
    ;crQ7}k  
    HlqvXt\  
    纯相位传输设计     'v^CA}  
    ]]{$X_0n  
     8YC\Bw  
    v_f8zk  
    结构设计 FL!W oTB  
    X l#P@60  
     JqTkNKi/s  
    D<$~bUkxR  
    t>|Y-i3cb  
    更深的分析 I_@\O!<y}  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 LZm6\x  
    •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。 y0qrl4S)v  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 S!qJqZ<Bv  
     t4pc2b  
     Dt)\q^bH)  
    T9]|*~ ,T  
    使用TEA进行性能评估 kf+]bV  
     6\ /x  
     <`*}$Zh  
     `HvU_ja;  
    使用FMM进行性能评估 KE:PRX  
    U>6MT@\  
     egboLqn  
    zu&5[XL  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 X-9>;Mb~y  
    n'=-bj`  
     1"3|6&=  
    Zws[}G"7h  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 FR9qW$B  
    ;T~]|#T\6  
     LY2oBX@fC  
     %o9@[o .]  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 wXp A1,i  
    <qN0Q7  
     Xn-GSW3{  
     <y=VDb/  
    VirtualLab Fusion技术 9K~2!<  
    HXhz|s0  
     "P HkbU  
    e>~g!S}G  
     
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