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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 M;$LB@h  
    \(.])I>)eh  
    直接设计非近轴衍射分束器仍然是一个挑战。由于衍射角相当大，元件的特征尺寸与工作波长在相同的数量级上。因此，设计过程超出了近轴建模方法。因此，在这个例子中，迭代傅里叶变换算法(IFTA)和薄元素近似(TEA)用于衍射元素的初始设计结构，和傅里叶模态方法(FMM)随后应用于严格的性能评估。 Wi5rXZS  
    |vI1C5e  
    R'Y=- yF  
     bY>JLRQJ-  
    设计任务 hHoc>S6^M  
    ]%4rL S  
    使用近轴近似的衍射1：7×7分束器的初步设计通过严格分析，进一步优化零阶均匀性和影响 %dN',  
    <8SRt-Cr  
     EK JPeeRY  
    Onqd2'%<  
    光栅级次分析模块设置 @ a$HJ:  
                           KXS{@/"-B  
    l|Z<pD  
    使用常规的分束器会话2编辑器，VirtualLabFusion提供了一个指导工具，允许用户一步一步地指定所有影响分束器设计的参数。 j0]|$p  
    ^-|yF2>`  
    v)VhR2d3  
    *@C]\)  
    G9_M~N%a  
    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。 ':[:12y[  
    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。 * I{)8  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 Z ^w5x:  
    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。 / >As9|%  
    R=/6bR57  
     QSNLo_z  
    衍射分束器表面 gEBwn2  
    qOi3`6LCV  
     82q_"y>6  
    $:aKb#l)  
    为了进一步评估，使用了通用光栅光学设置，其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪，以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 ~:|qdv%\  
     Du*O|  
    jxt^d  
    :6 \?{xD  
    -H;%1y$A-  
     _ 1? PN8  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) x,3oa_'E  
    S[_Hc$7U  
     JuD$CHg;#  
    +TR#  
     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。 rf%NfU  
     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，。 +EnJyli  
     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。 Q.dHg7+D  
    QvF UFawN  
     fV` R7m.  
    k/|j e~$  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 LhM{d  
    )%}?p2.  
     jgb>:]:  
    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。 ?_NhR   
    GsG9;6c+u  
    z+J4XpX0,  
    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 z [qO5z~I  
    OSvv\3=  
    A^a9,T  
    设计与评估结果 xP1`FSO8=  
    相位功能设计 }+_Z|>qv  
    结构设计 =}12S:Qhj  
    TEA评价 r|bvpZV  
    FMM评估 %mda=%Yn  
    高度标度（公差）     (:p&[HNuN  
    b;[u=9ez  
    通用设置 "I|[m%\  
    3j2% '$>E^  
    (aO+7ykRuJ  
    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。 $g|/.XH%  
    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。     o~Im5j],*  
    nsq7,%5  
    D:uBr|('  
    纯相位传输设计     $X%w9l e  
    fRTQ5V  
     D;V FM P  
    [y>;  
    结构设计 ;tR,w   
    e3L<;MAt  
     XG5mfKMt+  
    Tv;|K's'  
    hb>,\46}  
    更深的分析 xl(];&A3  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 =9oN#4mWK  
    •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。 $=j}JX}z  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 6m$,t-f0b  
    T/V 5pYl  
     Xeg g2.Kk  
    #_tixg  
    使用TEA进行性能评估 CbJ ]}Z  
    h5bQ  
     PZQb.QAn  
     \h%/Cp+p  
    使用FMM进行性能评估 ~CQYF,[Th  
    c%uX+\-$  
     y@|gG&f T  
    .1yp}&e#  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 3N) bJ  
    s!q6OVJ-  
     Ksq{=q-T  
    ,$,6%"'"  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 N1RZ  
    pI>i1f=W  
     #:v e3gWl  
     yIwAJl7Xf  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 _u^ S[  
    Rld1pX2v  
     Y5~_y?BX  
     \e5bxc  
    VirtualLab Fusion技术 ta*B#2D>  
    _|x b)_  
     g/b_\__A  
    4VjP:>*p  
     
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