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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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    光币
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    光券
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2023-08-09
    摘要 h{JVq72R  
     C|lMXp\*  
    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。 n9J>yud|  
    _:K}DU'6  
    (w^&NU'e  
     g8x8u|  
    设计任务 hy]AH)?pR  
    /Z@.;M  
    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 *ap#*}r!Nk  
    xeH# )QJt  
     .XE]vo  
    *FE<'+%  
    光栅级次分析模块设置 <n:?WP~U  
                           }GC{~ SZ4  
    tV,zz;* Oe  
    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^YPL,m1  
    gU%GM  
    Y~:7l5C  
    ""a8eB 6  
    <'B^z0I,  
    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。 1k~jVC2VA  
    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。 <|_Ey)1 6  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 bc"N  
    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。 .) GVb<w  
    "D/ fB%h`  
     4HHf3j!5  
    衍射分束器表面 z7_./ksQ  
    8(I"C$D!k  
     FV9RrI2  
    o99 a=x6  
    为了进一步评估，使用了通用光栅光学设置，其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪，以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 w}i.$Qt  
    19vD(KC<  
    P}I*SV0  
    5jLDe~  
    pZjFpd|  
     :Rn9rdX  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) QM]^@2rK2  
    X ,   
     Uoe?5Of(*  
    Z4!3I@yZ  
     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。 z W _'sC  
     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，。 DIRCP=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。 !v`=EF.  
    IviWS84  
     LQjqwsuN{  
    2P=;r:cx  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 N#:"X;  
    +x2xQ8#|~~  
     pDLo`F}A  
    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。 6uyf  
    !jbjrzv9  
    fm* Hk57  
    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 Ame%:K!t  
    *8p</Q  
    S`G\Cd;5  
    设计与评估结果 WKf~K4BL>  
    相位功能设计 [ n2udV  
    结构设计 c>SeOnf  
    TEA评价 4Rn i7qH  
    FMM评估 K0\WN"ua;  
    高度标度（公差）     Xwi&uyvU&  
    y ^\8x^Eg  
    通用设置 ]@>|y2  
    Kf4z*5Veqr  
    9?8`" v  
    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。 Q  [{vU  
    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。     EHZSM5hu  
    %8Z,t+'  
    /HRaX!|E#  
    纯相位传输设计     'gGB-=yvbO  
    Nt8(  
     1%,Z&@^j  
    f<wgZM  
    结构设计 |@BN+o;`Om  
    q~n2VU4L*  
     )VT/kIq-U  
    sfa'\6=O  
    4lA+V,#  
    更深的分析 >gl.(b25C  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 (4LLTf0  
    •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。 Pcs@`&}7r  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 V1.F`3h~  
    &[kgrRF@HU  
     5WT\0]RUa  
    C)j)j&  
    使用TEA进行性能评估 1RA$hW@}  
    kdC OcJB  
     9f\8oJQ  
     @nu/0+8h{  
    使用FMM进行性能评估 9f,:j  
    VaxO L61xE  
     ]B4mm__  
    aTsfl  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 R6;>RRU_  
    #=(op?]  
     1!3kAcBP  
    W1 Qc1T8  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 ItADO'M  
    $8k_M   
     T;@>O^  
     Wi^rnr'S s  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 SWpUVZyd  
    ?LI9F7n  
     dn_OfK  
     e-9unnk  
    VirtualLab Fusion技术 : !3y>bP)  
    Bq@wS\W>b}  
     070IBAk}_  
    G4' U;  
     
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