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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 7i*eKC`ZqK  
    # obRr#8  
    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。 q pCI [[  
    ;eN ^'/4A  
    %8,$ILN  
     5BJ E  
    设计任务 .^?zdW  
    CmZayV  
    使用近轴近似的衍射1：7×7分束器的初步设计通过严格分析，进一步优化零阶均匀性和影响 1h&`mqY)L.  
    MF8-q'upyT  
     EHk\Q\  
    &}r"Z?f)  
    光栅级次分析模块设置 |M7cB$y  
                           HwFX,?  
    x;17}KV  
    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。 O2?C *  
    N-gYamlQ  
    V5 w1ET  
    SVZocTt  
    unLhI0XW  
    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。 Ix5&B6L8  
    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。 X H-_tvB  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 Ks-$:~?5":  
    4. 要在不同的模拟场景中使用这种结构，需要从组件内部获取实际的采样表面或指定的堆栈。 WwDM^}e  
    5&ku]l+  
     1z? }'&:  
    衍射分束器表面 %GHGd'KO&  
    Q?#I{l)V(  
     Dwp,d~z  
    7l D-|yx  
    为了进一步评估，使用了通用光栅光学设置，其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪，以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 w G%W{T$  
    xG9Sk  
    i"WYcF |  
    k, HC"?K  
    {FNkPX  
     ']r8q %  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) 4J2^zx,H  
    CMXF[X)%  
     v1 .3gzR  
    ffZ~r%25{  
     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。 Y@UkP+{f=  
     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，。 zx3gz7>k;  
     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。 Bqq=2lj  
    Oynb "T&8  
     x HRSzYn$  
    *l+#<5x  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 Y`;}w}EcgR  
    n HseA  
     [3 Pp NCY  
    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。 CM;b_E)9)f  
    K~N$s "Qx  
    ,/42^|=Z6O  
    使用可编程光栅分析仪，用户可以指定应计算的值。例如:总效率、均匀性误差、0阶效率 9R50,l sE  
    ZK5nN9`  
    .%zcm  
    设计与评估结果 3Q=^&o0fl  
    相位功能设计 J ^'El^F  
    结构设计 l<6u@,%s  
    TEA评价 LeKovt%  
    FMM评估 a=iupXre9  
    高度标度（公差）     JVZ-nHf(9  
    E}@C4pS  
    通用设置 A,}M ^$@  
    p3I"LY  
    ]A*}Dem*5  
    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。 v}G^+-?  
    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。     i5'&u:  
    UUah5$Iy  
    YW7W6mWspS  
    纯相位传输设计     #z\ub5um  
    o NtFYY  
     Ql*zl  
    T(b9b,ov)  
    结构设计 EBj^4=b[  
    sV\_DP/l  
     oBzl=N3<  
    !wAT`0<94F  
    *FlPGBjJ  
    更深的分析 ,,H"?VO  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 g^AQBF  
    •可以利用这一点来纠正零阶不期望的效率，从而改善均匀性。 ,YYEn^:>  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 YH&=cI@  
    ]c.w+<  
     C?PQ>Q!f-  
    0> f!S` *  
    使用TEA进行性能评估 IGlR,tw_/  
    )!T~l(g  
     iI3:<j l  
     2]>O ZhS  
    使用FMM进行性能评估 U{U"%XdO  
    f6Qr0Op  
     !`DRJ)h  
    ys[Li.s:  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 p>6`jr  
    ZnG.::&:  
     6Rc=!_v^  
    {e|qQ4~h  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 WK ~H]w  
    d2k-MZuT6  
     NvR{S /Z  
     .tBlGMcN  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 jL VJ+mu  
    >I5:@6 Z  
     [$N_YcN?  
     aSL`yuXu  
    VirtualLab Fusion技术 HU3:6R&  
    N8<J'7%  
     _;lw,;ftA  
    9}573M  
     
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