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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 正序阅读 楼主  发表于: 2023-08-09
    摘要 Y9vi&G?Jl  
    =-GxJ PL  
    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。 #6 [F&  
    o]qwN:8^  
    &OXx\}>MW  
     c{?SFwgd  
    设计任务 `Je1$)%  
    W7_m,{q  
    使用近轴近似的衍射1：7×7分束器的初步设计通过严格分析，进一步优化零阶均匀性和影响 Q2woCx B  
    J>;r(j  
     <Uf`'X\e6  
    Pw7uxN`  
    光栅级次分析模块设置 ;YMg 4Cs  
                           8==M{M/eM  
    >py[g0J  
    使用常规的分束器会话2编辑器，VirtualLabFusion提供了一个指导工具，允许用户一步一步地指定所有影响分束器设计的参数。 k2,`W2] ^E  
    H`URJ8k$Q  
    VGxab;#,:3  
    UhkL=+PD  
    ~[og\QZX  
    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。 aE3eYl9u  
    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。 I2SH j6 -  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 jJt4{c  
    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。 qR?}i,_  
    lVd-{m)  
     fB,eeT1v?h  
    衍射分束器表面 !io1~GpKS  
    WDV=]D/OE  
     Gx}`_[-  
    <&#]|HGc  
    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。 ^>Z7."uGY  
    A8ef=ljM?  
    /'_<~A  
    E.ji;5  
    o:3(J}  
     XD0a :T)  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) vZ57 S13  
    x^pt^KR;  
     ;~d$O M  
    (&r` l&0  
     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。 "%a<+D  
     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，。 *!*%~h8V  
     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。 CQa8I2VF (  
    r%ebC   
     d8+@K&z|  
    J=: \b  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 ~OvbMWu  
    Kr1Y3[iNv  
     4E2/?3D  
    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。 fR{_P  
    |pG0 .p4  
    wQd8/&mmk  
    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 jV%=YapF  
    cZ)mp`^n7  
    ONDO xXs  
    设计与评估结果 UpE +WzY  
    相位功能设计 T{m) = (q  
    结构设计 %eIaH!x:  
    TEA评价 TBO g.y]  
    FMM评估 =_ N[mR^  
    高度标度（公差）     BKb#\(95*  
    6<QC|>p  
    通用设置 SDE$ymP x  
    +Ss3Ph  
    i4h`jFS  
    提供多次运行文档，允许用户执行任意数量的设计，并提供根据特定标准筛选结果的选项。 =jS$piw.  
    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。     zn&ZXFgN  
    GbZ~e I`,2  
    (EosLn h0  
    纯相位传输设计     $\/^O94-l  
    L]!![v.VY  
     ~OR^  
    3#dz6+  
    结构设计 v7KBYN  
    <Z.{q Zd  
     \f(zMP  
    -LUZ7,!/>o  
    i$6rnS&C  
    更深的分析 jn(!6\n"  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 ZS(%!+M  
    •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。 2\z|/ Q  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 vxC];nCC#  
    <rK[&JlJ  
     }+pwSjsno  
    5XB]p|YU~s  
    使用TEA进行性能评估 >JsVIfAF  
    MusUgBQy  
     A/UOcl+N  
     7qUg~GJX  
    使用FMM进行性能评估 tD}-&"REP  
    DC1.f(cdR  
     3BD&;.<r  
    6m(? (6+;K  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 G6W|l2P!  
    $':5uU1}  
     4u%AZ<-C}m  
    4 ?PB Fbd  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 U5~aG!E  
    a)=|{QR>W  
     $MwBt  
     \7*|u  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 KU oAxA  
    PI`Y%!P  
     K\;4;6 g  
     ~1}fL 1~5  
    VirtualLab Fusion技术 c_+fA  
    4^:dmeMZ`  
     <8kCmuGlk  
    7#G!es  
     
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