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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 1\Bh-tzB  
    K8KN<Q s]  
    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。 !!A(A^s  
    6Jy%4]wK  
    8yYag[m8  
     8aQTm- {m  
    设计任务 >=rniHs=?7  
    u`B/9-K)y  
    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 1xtS$^APcd  
    ZwxEcs+UM  
     b"@-9ke5I  
    !M}-N  
    光栅级次分析模块设置 _ \+0e:Ae  
                           #2\M(5d  
    *fd:(dN|  
    使用常规的分束器会话2编辑器，VirtualLabFusion提供了一个指导工具，允许用户一步一步地指定所有影响分束器设计的参数。 fFC9:9<  
    BGfwgI.m  
    qDg`4yX.}  
    .rg "(I  
    +R$;LtR  
    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。 ^4JK4+!Zfq  
    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。 rx]Q,;"  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 h`Ej>O7m  
    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。 ,F!-17_vt  
    )2Q0NbDn  
     H9_>a-> )~  
    衍射分束器表面 ~ D/Lo$K"  
    kyJKai  
     CXu$0DQ(  
    3>5gh8!-  
    为了进一步评估，使用了通用光栅光学设置，其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪，以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 y]i} j,e0L  
    %26HB w=JF  
    k,OxGG  
    u6E ze4u  
    ~6u|@pnI  
     }>f%8O}  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) x`p908S^  
    U/HF6=Wot  
     B}y#AVSA  
    ]9<H[5>$R  
     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。 \'w.<)(GI  
     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，。 &a >UVs?=  
     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 mA3&<&q  
    \(?d2$0m  
     / gaC  
    KKg\n^  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 H93ug1,  
    ,rY}IwM w  
     9$(N q  
    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。 2c,w 4rK  
    P$O@G$n  
    Vw.4;Zy(  
    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 CJ3/8*;w  
    q?w%%.9]X  
    8SiWAOQAL  
    设计与评估结果 +5GC?cW  
    相位功能设计 |e+r~).4B  
    结构设计 {poTA+i  
    TEA评价 ! }eq~3  
    FMM评估 vl`St$$|  
    高度标度（公差）     'w;J) _Yc2  
     j)mS3#cH  
    通用设置 bL:+(/:  
    g]b%<DJ  
    |<8g 2A{X  
    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。 ye {y[$#3  
    通过这种方法获得了以下三个结果：我们将对其进行进一步评估。     MqWM!v-M  
    v49 i.c9  
    xnZ  
    纯相位传输设计     MA 6uJT  
    cnDBT3$~Z  
     ~a>3,v -  
    fhHTp_u)2  
    结构设计 mL@7,GD  
    *:chN' <  
     PB:r+[91  
    r_V^sX  
    {X\FS   
    更深的分析 V2 }.X+u&<  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 TU2MG VYy  
    •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。 57N<OQWf  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 1(VskFtZF  
    B an" H~  
     8?o{{ay  
    lb)i0`AN+  
    使用TEA进行性能评估 JkNRXC:  
    ^X*l&R_=R  
     i?F~]8  
     m`,h nDp  
    使用FMM进行性能评估 xAf?E%_pi  
    B/EGaYH  
     %C >Win)g  
    $O9#4A;  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 g+k yvI7o  
    rIj B{X{Z  
     y(r(q  
    LC/%AbM  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 )]JQlm:H  
    .!1E7\  
     ^s/f.#'  
     hTAZGV(  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 3_Re>i  
    e({-. ra  
     \/ /{\d  
     Z@#k ivcpz  
    VirtualLab Fusion技术 v$|cF'yyF=  
    5bprhq-7  
     <(o) * Zmo  
    0 !F! Y_  
     
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