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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
    0
    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2023-08-09
    摘要 TPuzL(ws  
    ~c"c9s+o  
    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。 Sz&`=x#  
    Yaqim<j  
    dmne+ufB  
     fx},.P=:*  
    设计任务 5l#)tX.by  
    Yc}b&  
    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 .67W\p  
    nYHk~<a  
     FgxQ}VvlH  
    wpdT "  
    光栅级次分析模块设置 `4MPXfoBL  
                           RD^o&VXO  
    h pU7  
    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。 eJ'ojc3  
    ~ p.23G]x  
    -oj@ c OZ  
    apXq$wWq{D  
    .?qS8:yA  
    1. 通过应用设计带中的结构设计，所得到的传输函数可以转换为结构轮廓。 gd*\,P  
    2. 对于此转换，使用了薄元近似(TEA)。因此，所得到的结构与初始相位函数成正比。 OA;L^d  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 s$;v )w$  
    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。 _ i8}ld-  
    J7H1<\=cJb  
     4{TUoI6ii  
    衍射分束器表面 IaB A2  
    B^ h!F8DC  
     W$W7U|Z9y+  
    VCIG+Gz  
    为了进一步评估，使用了通用光栅光学设置，其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪，以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 [M.Vu  
    N^ )OlH  
    97lwPjq  
    iiu\_ a=0b  
    ][Kj^7/  
     R[b?kT-%  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) L(L;z'3y  
    L_(|5#IDw  
     \*7Tj-#  
    \K=Jd#9c  
     一般光栅组件提供了薄元近似(TEA)和傅里叶模态方法(FMM)作为解决模型给定的光栅。 ^>>Naid  
     薄元近似通常产生更快的结果，当结构小于波长的5倍,可能有精度问题，。 %}@^[E)  
     傅里叶模态方法允许一个严格的模拟，但需要更高的数值计算。 CzgLgh;:T  
    \6o ~ i  
     S}>rsg!  
    jGt[[s  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 I$YF55uB  
    1t6UI4U!$  
     P _9O8"W  
    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。 'uh6?2)wG  
    o_cj-  
    9T\:ID= h  
    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 ']V 2V)t  
    !cfn%+0  
    Fw|5A"9'a'  
    设计与评估结果 Y!KGJ^.mF  
    相位功能设计 >o@WT kF]  
    结构设计 +f+\uObi:  
    TEA评价 )Aj~ xA  
    FMM评估 F](kU#3"S  
    高度标度（公差）     ? O.&=im_  
    jYU#] |k~  
    通用设置 {W0@lMrD  
    R{.ku!w  
    !=a8^CV  
    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。 RAe:$Iv$!v  
    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。     ,+2ytN*  
    Lm8 cY  
    SgJQH7N  
    纯相位传输设计     bH&[O`vf  
    q*2ljcb55  
     jvW/M.q4  
    @+\OoOK<L  
    结构设计 ='~C$%  
    vsc&$r3!5{  
     Qq5)|m  
    +_+}^Nf]Y3  
    7.]ZD`"Bb  
    更深的分析 7-)Y\D  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 |[gnWNdR$M  
    •可以利用这一点来纠正零阶不期望的效率，从而改善均匀性。 sC/T)q2  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 /7*u!CNm  
    E_FseR6  
     &DgIykqN  
    k)4   
    使用TEA进行性能评估 .Emw;+>  
    zp d4uto5  
     pmfyvkLS  
     .a$][Jny  
    使用FMM进行性能评估 t0/fF'GZD  
    .x}ImI  
     HdVGkv/  
    vQztD _bX%  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 =8[HC}s|$  
    >hHn{3y  
     JrO2"S  
    *2@Ne[dYEF  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 i4AmNRs  
    8eL[ ,uw  
     Kx ';mgG#$  
     2U i)'0  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 w<5w?nP+Oh  
    y 2&G0y  
     Yk[yG;W  
     ]ZZ7j  
    VirtualLab Fusion技术 !qT.D:!@zF  
    Aqq%HgY:t  
     ?mnwD]u  
    a(!:a+9WOP  
     
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