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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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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2023-08-09
    摘要 5HU>o|.  
    1@y?OWC  
    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。 4MIVlg9  
    WC4Il C  
    5E@V@kw  
     IE6/ E  
    设计任务 @MM|.# ~T  
    WO{N@f^  
    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 z23KSPo  
    '>6-ie^0  
     IFgF5VG6g  
    UY+~xzm  
    光栅级次分析模块设置 p.%$  
                           BYY>;>V  
    ?Cws25G  
    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。 U +]ab  
    qgDBu\  
    >}9TdP/oT  
    i~2>kxf;K1  
    {ys_uS{c*  
    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。 B8PF}Mf  
    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。 !y),| #7P  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 HwcGbbX)  
    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。 zx!1jS  
    @6gz)  p  
     :!/}*B  
    衍射分束器表面 Frml'Vfq7  
    k\[2o  
     Nwc(<  
    8(A:XQN"h  
    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。 V_~wWuZ-  
    l}wBthwCc  
    M}c_KFMV  
    O$$N{  
    |QY+vO7fxj  
     $^l=#tV  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) i.< }X  
    +vuW 9  
     b,'./{c0  
    :eO]65N  
     一般光栅组件提供了薄元近似(TEA)和傅里叶模态方法(FMM)作为解决模型给定的光栅。 :G-1VtE n  
     薄元近似通常产生更快的结果，当结构小于波长的5倍,可能有精度问题，。 Ax\Fg 5  
     傅里叶模态方法允许一个严格的模拟，但需要更高的数值计算。 7#&s G  
    jzV#%O{`  
     H(X~=r  
    V *] !N  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 +]{X-R  
    |joGrWv4  
      2AluH8X/  
    光栅级次分析仪提供了所有衍射阶的效率的概述，作为许多可能的输出。 ]gEfm~YV  
    <HD/&4$[  
    #K[ @$BY:  
    使用可编程光栅分析仪，用户可以指定应计算的值。例如:总效率、均匀性误差、0阶效率 NubD2  
    Mqpo S  
    vxgm0ZOMN  
    设计与评估结果 `+gF|o9  
    相位功能设计 @@$ _TaI  
    结构设计 md_Ld /  
    TEA评价 F7hQNQu:  
    FMM评估 )CB?gW  
    高度标度（公差）     "6}+|!"$  
    2.[qcs3zl  
    通用设置 &>/nYvuq-  
    !F8 !]"*  
    lN&GfPP6  
    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。 ^?A+`1-  
    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。     {/Cd^CK  
    {L0w& ~$Fy  
    ,t[D1KZt  
    纯相位传输设计     [ M'1aBx^  
    N.<hZ\].=  
     #=tWCxf=  
    r {8  
    结构设计 Xnh1pwDhe<  
    v:>P;\]r9M  
     ooAZ,l=8  
    KV6S-  
    NX; &V7  
    更深的分析 Mc8^{br61  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 M(BZ<,9V  
    •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。 IIPf5 Z}A  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 E% 'DIs  
    5(W9Jj]  
     vfm-K;,#  
    HfF$>Z'kM  
    使用TEA进行性能评估 V OX>Sl  
    -bE|FFU  
     1-n0"lP~4  
     rQqtejcfx  
    使用FMM进行性能评估 26**tB<  
    ' 4"L;){:L  
     f[RnL#*xJU  
    r3kI'I|bq  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 5Zov< +kE  
    "f3>20}  
     -FI1$  
    ra&C|"~E  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 m "DMa  
    ,?qS#B+>  
     j{=%~  
     *}J_STM  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 ke0W?  
    W@tLT[}CG  
     5"Yw$DB9  
     H,}?YW  
    VirtualLab Fusion技术 (tgaH,G  
    bo2Od  
     m ";gD[m  
    sF$m?/Kt  
     
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