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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 倒序阅读 楼主  发表于: 2023-08-09
    摘要 q(,cYu  
    zG_p"Z7,  
    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。 VM7 !0  
    )CJES!! W  
    T'E ] i!$  
     Bp :~bHf  
    设计任务 Z.quh;  
    T=WNBqKo]  
    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 ?]^zD k@~  
    sI'a1$  
     nTPB,QE<  
    S.{fDcM  
    光栅级次分析模块设置 ndw7v  
                           ]bm=LA  
    |XRImeF'd  
    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。 >)Ioo$B  
    r088aUO P  
    'TL2%T/)t  
    yMb|I~k  
    KF+mZB  
    1. 通过应用设计带中的结构设计，所得到的传输函数可以转换为结构轮廓。 v9=}S\=Cd  
    2. 对于此转换，使用了薄元近似(TEA)。因此，所得到的结构与初始相位函数成正比。 [& ^RP,N~  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 Ea-bC:>  
    4. 要在不同的模拟场景中使用这种结构，需要从组件内部获取实际的采样表面或指定的堆栈。 l;OYUq~F  
    ) V36t{  
     WfZF~$li`  
    衍射分束器表面 Z0-ytODI I  
    Pe}PH I  
     b._m8z ~  
    \6o\+OQk  
    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。 ~h! 13!  
    *:g_'K"+  
    nU2V]-qY  
    >^=gDJ\a  
    A?8\Y{FQ  
     R(G\wqHUT3  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) Z.'syGuV  
    g\Ak;03n  
     z<B CLP  
    EiWd+v,QJQ  
     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。 ]3ifd G k  
     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，。 %D`o  
     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。 ^z~~VBv  
    l1A5Y5x9=  
     8.QSqW7t  
    o_f-GO  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 d]SYP  
    Z(e ^iH  
     M&KyA  
    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。 c7K!cfO:{N  
    $shp(T,q  
    )*|(i]  
    使用可编程光栅分析仪，用户可以指定应计算的值。例如:总效率、均匀性误差、0阶效率 E7nFb:zlV  
    8]bz(P#  
    w<NyV8-hL  
    设计与评估结果  \S4SI  
    相位功能设计 gmP9j)V6  
    结构设计 [&#/|zH'j:  
    TEA评价 G-u]L7t&1  
    FMM评估 s_[VHPN  
    高度标度（公差）      |yKud  
    .tnkT;T  
    通用设置 Elb aFbr  
    B{MaMf)  
    `VT>M@i/  
    提供多次运行文档，允许用户执行任意数量的设计，并提供根据特定标准筛选结果的选项。 nlGHT  
    通过这种方法获得了以下三个结果：我们将对其进行进一步评估。     eGL<vX  
    c5% 6Y2W0  
    wRvb8F 0  
    纯相位传输设计     ,<` )>2 'o  
    @?k J).  
     86 .`T l;  
    s{}]D{bc  
    结构设计 O )d[8jw"  
    cn`iX(ZgR  
     /M=3X||  
    56}X/u  
    rD &D)w  
    更深的分析 ezm&]F`  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 N ( Oyi  
    •可以利用这一点来纠正零阶不期望的效率，从而改善均匀性。 ZDt?j   
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 `]i []|  
    zjl!9M!  
     %,P >%'0  
    `3c CH  
    使用TEA进行性能评估 4hs)b  
    ravyiO L  
     viX +|A4gJ  
     P8Qyhc  
    使用FMM进行性能评估 K> g[k_  
    =r2]uW9  
     L2UsqVU  
    x;s0j"`Jb  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 % Zjdl  
    ?)D^~/ A  
     YJV%a  
    dT|vYK}\  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 |{>ER,<-  
    yx38g ca  
     zUJZ`seF  
     h^UKT`9vt  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 IxZb$h[  
    C1kYl0 zR[  
     8^/I>0EZ  
     KqY["5p  
    VirtualLab Fusion技术 w;6bD'.>;  
    c2nKPEX&5  
     ^x>Qf(b  
    RE2&mYt  
     
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