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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 tF 4"28"h  
    s$Mj4_p3l  
    直接设计非近轴衍射分束器仍然是一个挑战。由于衍射角相当大，元件的特征尺寸与工作波长在相同的数量级上。因此，设计过程超出了近轴建模方法。因此，在这个例子中，迭代傅里叶变换算法(IFTA)和薄元素近似(TEA)用于衍射元素的初始设计结构，和傅里叶模态方法(FMM)随后应用于严格的性能评估。 YeQX13C"Z  
    ]Q+Tm2{  
    No?pv"  
     pVr,WTr6E  
    设计任务 AbB%osz}Ed  
    /CP1mn6H  
    使用近轴近似的衍射1：7×7分束器的初步设计通过严格分析，进一步优化零阶均匀性和影响 .3[YOM7h  
    `k+k&t  
     u}$?r\H'(  
    B*{CcQ<5  
    光栅级次分析模块设置 +Fk.B@KT,  
                           s<myZ T$  
    S}>rsg!  
    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。 jGt[[s  
    I$YF55uB  
    g$ h!:wW  
    b |EZ;,i  
    {x+jFj.  
    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。 u+*CpKR}  
    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。 ;fuy}q8@7  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 E7N1B*KI  
    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。 _M?:N:e  
    &{$\]sv  
     7w9) ^  
    衍射分束器表面 ^'}Td~(  
    :)+cI?\#  
     {w2<;YXj!  
    RxqXGM`4  
    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<-J`  
    6d_l[N  
     `=oN&!  
    P/27+5(|  
    $ _ gMJ\{  
     @r#>-p  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) b*$^8%  
    .; :[sv)  
     R\iU)QP  
    >8ePx,+!  
     一般光栅组件提供了薄元近似(TEA)和傅里叶模态方法(FMM)作为解决模型给定的光栅。 J=() A+  
     薄元近似通常产生更快的结果，当结构小于波长的5倍,可能有精度问题，。 ztf(.~  
     傅里叶模态方法允许一个严格的模拟，但需要更高的数值计算。 ) +{'p0  
    /0zk&g  
     {1FY HM^  
    7.]ZD`"Bb  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 7-)Y\D  
    |[gnWNdR$M  
     sC/T)q2  
    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。 0%vXPlfnY  
    {W@Y4Qqq  
    JTx&_Ok#  
    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 98x(2fCvF(  
    .Emw;+>  
    zp d4uto5  
    设计与评估结果 pmfyvkLS  
    相位功能设计 .a$][Jny  
    结构设计 t0/fF'GZD  
    TEA评价 .x}ImI  
    FMM评估 ^}9Aq $R  
    高度标度（公差）     N1_nBQF )  
    9v^MZ ^Y{  
    通用设置 NX$$4<A1  
    ;gf^;%FK  
    JrO2"S  
    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。 UAa2oY&  
    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。     i4AmNRs  
    o: TO[  
    Kx ';mgG#$  
    纯相位传输设计     2U i)'0  
    w<5w?nP+Oh  
     JIDE]f  
    Yk[yG;W  
    结构设计 ]ZZ7j  
    !qT.D:!@zF  
     <Cm:4)~  
    g {wDI7"<q  
    a(!:a+9WOP  
    更深的分析 0/;T\9  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 co#%~KqMu  
    •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。 s>^*GQw  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 bc%7-%  
    @r'8<6hVO  
     8 z\WyDz  
    \3Ys8umKq  
    使用TEA进行性能评估 L Ktr>u  
    I 91`~0L*  
     ;DBO  
     }Z"<KF  
    使用FMM进行性能评估 EPW Iu)A  
    P6dIU/w  
     !ZHPR:k|  
    }fUV*U:3  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 -&y{8<bu4H  
    t: r   
     Lr_+) l  
    yD(0:g#  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化  jmz, 1[  
    ="z\  
     ZI-)'  
     lhKd<Y"  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 >DpnIWn  
    "EDn;l-Q  
     mq do@  
     JmtU>2z\  
    VirtualLab Fusion技术 }r9f}yX9Q  
    R@u6mMX{N,  
     x4Y+?2  
    y;3vr1?  
     
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