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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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    5786
    光币
    23082
    光券
    0
    只看楼主 正序阅读 楼主  发表于: 2023-08-09
    摘要 z/Z 0cM#  
    p?F%a;V3  
    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。 KnK8\p88\  
    +)YU/41W  
    $fZVh%  
     EAafi <n  
    设计任务 J:WO %P=Q  
    U?BuV  
    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 |:)UNb?R"O  
    Cn+'!?!d,  
     .rpKSf.  
    BN\Y N  
    光栅级次分析模块设置 PCKgdh},  
                           rUgTJx&ds  
    'PiQ|Nnb|  
    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。 9?W!E_  
    86+nFk  
    J; @g#h?  
    {Aq2}sRl{  
    c*R?eLt/  
    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。 vu7F>{D  
    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。 uRIa Nwohv  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 5}-e9U  
    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。 U4PnQ K,  
    o m9zb&{tu  
     hHXTSk2  
    衍射分束器表面 Z'/sZ3Q}  
    @ootKY`  
     Mzfuthq=@  
    yex4A)n9"'  
    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。 oY;=$8y<q  
    67,@*cK3?J  
    ZP*(ZU@j=Z  
    aJ;6!WFW  
    w+ MCOAB  
     cHr.7 w  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) Wbra*LNU  
    ~m0l_:SF  
     *(c><N  
    %p wpRD@  
     一般光栅组件提供了薄元近似(TEA)和傅里叶模态方法(FMM)作为解决模型给定的光栅。 ;~nz%L J  
     薄元近似通常产生更快的结果，当结构小于波长的5倍,可能有精度问题，。 ik:fq&=  
     傅里叶模态方法允许一个严格的模拟，但需要更高的数值计算。 HzuB.B<  
    Y#[Wv1hi  
     "V7 SB   
    @ckOLtxE>  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 >o45vB4o  
    H6fR6Kr4j  
     fQ.{s Q$@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。 &i/QFO7y}  
    J|Af`HJ  
    uW@o,S0:  
    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 )'pc1I  
    +xGz~~iNh  
    )U$]J*LI  
    设计与评估结果 heF<UMI  
    相位功能设计 3B+ F'k&#  
    结构设计 YY? }/r  
    TEA评价 jjbw+  
    FMM评估 4R8W ot  
    高度标度（公差）     {\87]xJ  
    OI0tgkG  
    通用设置 (";{@a %  
    zc,kHO|  
     ~wX4j  
    提供多次运行文档，允许用户执行任意数量的设计，并提供根据特定标准筛选结果的选项。 Xfq]vQ/{  
    通过这种方法获得了以下三个结果：我们将对其进行进一步评估。     >WKlR` J%  
    i*q!|^M  
    @X\2K?c(v  
    纯相位传输设计     q/|WkV `m  
    `U~Y{f_!H  
     c[a1 Md&  
    C/sDyv$  
    结构设计 E#cW3\)  
    6Eu&%`  
     4h[S`;D0Vf  
    ~582'-=+  
    !edgziuO  
    更深的分析 wd=xs7Dz<p  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 &R'%OFi  
    •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。 WecJ^{g>r{  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 $ZQ?E^> B  
    8G SO]R  
     e>oE{_e  
    OR\-%JX/5  
    使用TEA进行性能评估 FyZiiH4|  
    =XT'D@q~W  
     A{7N#-h_  
     ^edg@fp  
    使用FMM进行性能评估 ji &*0GJQ  
    <_|H]^o  
     YBX7WZCR  
    d\cwUXf J  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 0M?nXHA[  
    4't@i1Ll(  
     Nr#Y]9nA  
    )~](qLSl  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 B1&H5gxgN  
    [SW@"C!  
     1qs~[7{C1  
     >%"Q]p  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 JMMsOA_]  
    EmDA\9~@R  
     t?-7Z6  
     6$'6x2,  
    VirtualLab Fusion技术 P7Th 94  
    g>[|/z P  
     GMw|@?:{  
    ,H3C\.%w\  
     
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