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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 z7l;|T  
    *V@MAt  
    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。 n'ca*E(  
    KbuGf$Bv  
    h>5~ (n8  
     f@. Q%+!4  
    设计任务 ~cg+BAfu  
    $qyM X[  
    使用近轴近似的衍射1：7×7分束器的初步设计通过严格分析，进一步优化零阶均匀性和影响 <hF~L k ,  
    - 5-SlQu  
     I3E8vi%B.  
    y3o4%K8  
    光栅级次分析模块设置 CyBM4qyH  
                           nu<!2xs,  
    j>Bk; f|  
    使用常规的分束器会话2编辑器，VirtualLabFusion提供了一个指导工具，允许用户一步一步地指定所有影响分束器设计的参数。 %},S#5L3  
    RVKaqJ0e<  
    u%IKM \  
    JpHsQ8<  
    !\k#{ 1[!  
    1. 通过应用设计带中的结构设计，所得到的传输函数可以转换为结构轮廓。 sxQ,x/O  
    2. 对于此转换，使用了薄元近似(TEA)。因此，所得到的结构与初始相位函数成正比。 W9:{pQG  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 ;0X|*w1JO  
    4. 要在不同的模拟场景中使用这种结构，需要从组件内部获取实际的采样表面或指定的堆栈。 9q@YE_ji  
     v=Bh A9[  
     ^[\53\R~  
    衍射分束器表面 ?28GQyk4  
    "?0 G^zu  
     O>):^$-K%  
    uu/7Ie  
    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。 ;eEtdoy  
    bg3jo1J  
    (lck6v?h  
    #&8pp8wd,}  
    ]A<u eM  
     czsoD) N  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) PH4bM  
    ]3# @t:>  
     Hr,gV2n  
    ]}Hv,a   
     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。 Pg8=  
     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，。 T^H) lC#R  
     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。 mS;Q8Crh  
    3\l9Sf=M|  
     3LnyQ  
    Mw7UU1 ei  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 j<-o{6r  
    Jz8#88cY  
     ZC-evy  
    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。 o>rlrqr?_  
    8uD%]k=#!  
    a|{<#<6n(  
    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 eS%6 h U b  
    ~map5@Kd  
    R/FV'qy]  
    设计与评估结果 >;U%~yy}qc  
    相位功能设计 <@ex})su  
    结构设计 CbaAnm1  
    TEA评价 [goPmVe+  
    FMM评估 kT=|tQ@  
    高度标度（公差）     WG=r? xE  
    @y2Bq['  
    通用设置 {ZI6!zh'  
    -ns a3P  
    U5%]nT"[]  
    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。 n8D;6#P^  
    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。     JM9Q]#'t  
    8$tpPOhzb  
    Z"nuO\zH~  
    纯相位传输设计     1ucUnNkcV  
    JV{!Ukuyp+  
     EGO@`<"h  
    d#,V^  
    结构设计 r<H^%##,w  
    %ycT}Lu  
     05zdy-Fb  
    <.XoC?j  
    *"L:"i`*$  
    更深的分析 cDol o1*  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 J-?(sjIX  
    •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。 qiJ;v1  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 Ybiz]1d  
    K4L#%KUPW  
     R.$Y1=U6  
    e%7P$.  
    使用TEA进行性能评估 bvvx(?!  
    2_ DtzY:=  
     g+F_M  
     2Ps `!Y5  
    使用FMM进行性能评估 &,|uTIs  
    Ykq }9  
     X2kLbe  
    z1A-EeT  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 uT2cHzqKB  
    teALd~;  
     780MSFV8  
    Li$k<AM  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 ?%n9g)>Yej  
    %?wE/LU>  
     skArocs  
     [$+61n}.12  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 zOp"n\  
    N=x,96CF  
     K",]_+b  
     @isqFKjph  
    VirtualLab Fusion技术 YR#1[fe*_  
    ~qxc!k!w4  
     D4T+Gk"n  
    AG=1TZI"  
     
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