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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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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2023-08-09
    摘要 :;Z/$M16B  
    >bV3~m$a+  
    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。 d [l8qaD  
    [!%5(Ro_  
    /E<Q_/'Z  
     ppIXS(  
    设计任务 VQ('ejv}/  
    T%%EWa<a  
    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 X[?fU&  
    (.N n|lY<i  
     ,Dv*<La`\  
    .>;??BG}  
    光栅级次分析模块设置 ltNI+G  
                           )8^E{w^D}  
    bJMsB|r  
    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。 HR?T  
    !:\0}w$-  
    Ec<33i]h*p  
    vGsAM* vw6  
    | t:UpP  
    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。 l\L71|3"g  
    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。 n#"G)+h3#  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 [@qjy*5p  
    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。 0Md.3kY  
    1@I#Fv  
     W[I[Xg&  
    衍射分束器表面 vW.f`J,\D'  
    U:~]>B $  
     9 D.wW  
    w|G7h=  
    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(kPf ]0  
    *Jcd_D\-(1  
    1^]IuPxq  
    "\Dqtr w  
    /Zs_G=\>  
     pvsY 0a@4  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) pFd{Tdh  
    S ^~"#   
     Y*9vR~#H  
    Fp?M@  
     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。 E2}X[EoBF  
     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，。 yD \Kn{  
     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。 !lg_zAV  
    M3UC9t9]  
     ?r|iZKa  
    .I|b9$V  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 8)iI=,T*  
    ._p2"<  
     Z/ml ,4e  
    光栅级次分析仪提供了所有衍射阶的效率的概述，作为许多可能的输出。 B7qi|Fw  
    hB<(~L? A]  
    bO$KV"*!  
    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 l-r$czY  
    xC + >R1)  
    a'HHUii=  
    设计与评估结果  IN6L2/Q  
    相位功能设计 0ie)$fi  
    结构设计 p);[;S  
    TEA评价 HqqMX`Rof  
    FMM评估 ;K l'[~z  
    高度标度（公差）     w$s6NBF7  
    ]7,0>  
    通用设置 1:7 fV@jw  
    p:tp |/  
    {7X9P<<L7  
    提供多次运行文档，允许用户执行任意数量的设计，并提供根据特定标准筛选结果的选项。 ci? \W6  
    通过这种方法获得了以下三个结果：我们将对其进行进一步评估。     u-.5rH l  
    pIrL7Pb0  
    7^.g\Kt?  
    纯相位传输设计     dw}ge,bBic  
    3LQ u+EsS  
     6C"${}S F`  
    KX\=wFbP)  
    结构设计 \{*`-P v  
    W4qT]m  
     OJydt;a  
    t#f-3zd9  
    p;zT #%  
    更深的分析 (O:&RAkk7  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 v8\_6}*I  
    •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。 HYdt3GtJ?  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 k;Qm%B  
    "kc%d'c(  
     8rBa}v9  
    5 <KBMCn  
    使用TEA进行性能评估 6R3/"&P(/#  
    o@$py U8  
     Wl&6T1A`"  
     R Ee~\n+P^  
    使用FMM进行性能评估 Y^#>3T  
    BUL<FTg  
     Z~w?Qm:/  
    Y2uy@j*N  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 j~in%|^  
    ^8ilUu  
     P 2x.rukT|  
    9QF,ynE  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 `P|V&;}K  
    FgP{  
     gi_f8RP=2a  
     =td(}3|D Y  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 {A MAQ  
    Wb^g{F!W  
     XGnC8Be{4  
     5}9rpN{y  
    VirtualLab Fusion技术 C?g*c  
    L?(1 [jB4G  
     }p9#Bzc  
    5C-n"8&C&  
     
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