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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 @~g][O#Fu  
    4+?d0  
    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。 3Q;XvrGA  
    ~!//|q^ J]  
    xQA6!j  
     T*pcS'?'  
    设计任务 \+,%RN.  
    Z @f4=  
    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 V\|V1c  
    >/J!:Htk+K  
     _|1m]2'9  
    zfGS=@e]G  
    光栅级次分析模块设置 ZlEQzL~  
                           D^dos`L0b  
    VelR8tjP  
    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。 3]MSS\uB  
    &[#iM0;)W0  
    Z~[EZgIg  
    R%EpF'[~[  
    K."%PdC  
    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。 E=3UaYr  
    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。 @a~GHG[x  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 x%]5Q/|Ur  
    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。 3OZu v};k  
    P[L] S7FTr  
     e<Bw duy  
    衍射分束器表面 B QxU~s  
    E!rgR5Bd  
     <<vT"2Q]  
    P,RdY M06  
    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。 z\g6E/%%  
    }} s.0Q  
    + $Yld{i  
    P&kjtl68 Y  
    N0mP EF2  
     wbImE;-Z  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) 9$Dsm@tX  
    42B_8SK  
     %D_pTD\  
    !8jr $  
     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。 +!6dsnr8  
     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，。 /$-Tg)o5i  
     傅里叶模态方法允许一个严格的模拟，但需要更高的数值计算。 'h*^;3@*  
    IN!,|)8s  
     d(t$riFX}  
    Gm1[PAj  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 a9%^Jvm"  
    {];8jdg/?  
     aK+jpi4?  
    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。 0x1#^dII  
    I&Dp~aEM]  
    0D.qc8/V4.  
    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 yRdME>_L  
    L `6 R  
    aMq|xHZ  
    设计与评估结果 "54t7  
    相位功能设计 k. @OFkX.  
    结构设计 7Z7e}| \W  
    TEA评价 |XV@/ZGl~  
    FMM评估 V/,@hv`+  
    高度标度（公差）     + r<d z  
    Bsc&#  
    通用设置 ~k[mowz0  
    kKlcK_b;  
    sgxD5xj}4  
    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。 [OU[i(,{  
    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。     <n|ayxA)  
    W3~xjS"h  
    A@81wv  
    纯相位传输设计     g q|]t<'  
    jwQ(E  
     :d{-"RAG"  
    1[U`,(C1  
    结构设计 c8<qn+=%?  
    xa&5o`>1G  
     7}%Z>  
    i"Z  
    l.3|0lopX)  
    更深的分析 Z!eW_""wp  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 /$Ca }>  
    •可以利用这一点来纠正零阶不期望的效率，从而改善均匀性。 YQ _]Jv k  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 I|eYeJ3  
    XhEJF !  
     [!'fE #"a  
    ,)beK*Iw  
    使用TEA进行性能评估 }\Ri:&?  
    6-6ha7]s  
     #*|Gp_l+%  
     w;=g$Bn  
    使用FMM进行性能评估 T-)lnrs^  
    !=SBeq  
     *74VrAo  
    ekV|a1)  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 vDit&Lh{T  
    @en*JxIM  
     'OjsV$_  
    fnZ?YzLI  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 n=1_-)  
    5N /NUs   
     #[B]\HO  
     sO$X5S C9  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 j.O+e|kxU  
    7^<{aE:  
     mR3-+dB/  
     1n-+IR"  
    VirtualLab Fusion技术 !U[/P6 +0  
    jBLLx{  
     Q xm:5P  
    (Ee5Af,4  
     
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