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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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    科学家
     
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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 @}p2aV59  
    +Mewo  
    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。 LsEXM-  
    lz#GbXn.  
    >zsid:  
     =' ZRfb&  
    设计任务 QZp6YSz.4  
    g6@Fp7T  
    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 ;h6v@)#GX  
    ;7]u!Q  
     TNCgaTJ{h  
    +y7;81ND  
    光栅级次分析模块设置 :P,sxDlG)  
                           uzmk6G v  
    ]xC#rwHUC  
    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。 LZJA4?C  
    Q?ahr~qo  
    f0<hE2  
    )[H{yQ  
    MObt,[^W  
    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。 rk+#GO{  
    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。 fbyQjvURnC  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 e0@ 6Pd  
    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。 <DKS+R  
    6:GTD$Uz.  
     UDhG :  
    衍射分束器表面 #_lt~^ 6  
    9I1tN  
     !CX t*/~  
    7^wc)E^H  
    为了进一步评估，使用了通用光栅光学设置，其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪，以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 *Do/+[Ae  
    F(4?tX T  
    2LrJ>Mi  
     Q~R ~xz  
    E$W{8?:{  
     /? r?it  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) 4h5g'!9-g  
    Z3>N<u8)  
     gu#-O?B  
    O^/Maa/D1  
     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。 ]| N3eu  
     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，。 q@b|F-  
     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。 +!QJTn"3  
    u@ jX+\  
     9lB]~,z  
    kb[P\cRa  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 wi9DhVvc 0  
    *f,DhT/P  
     M?=;JJ:  
    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。 R[ 49(>7H4  
     K;LZ-  
    'n<iU st  
    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 )o\jJrVDf  
     Z%I  
    r]OK$Ql  
    设计与评估结果 Yvn\x ph3  
    相位功能设计 V9ssH87#  
    结构设计 >^Se'SE]  
    TEA评价 WL`9~S  
    FMM评估 dw.F5?j`b  
    高度标度（公差）     >A0k 8T  
    JG9`h#  
    通用设置 mv5n4mav  
    Vd=yr'?  
    piU /&  
    提供多次运行文档，允许用户执行任意数量的设计，并提供根据特定标准筛选结果的选项。 3Tn)Z1o  
    通过这种方法获得了以下三个结果：我们将对其进行进一步评估。     Cy*|&=>j  
    qlA7tU2p&  
    <hwy*uBrD  
    纯相位传输设计      ]xguBh]  
    rP!#RzL  
     WK="J6K5  
    6a;v&5  
    结构设计 vD 5vbl  
    Q}S_%I}u:  
     cBo{/Tn:  
    !QDQ_  
    88c<:fK  
    更深的分析 ICAH G7,  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 4%1D}9hO6  
    •可以利用这一点来纠正零阶不期望的效率，从而改善均匀性。 ]v#r4Ert  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 1heS*Fwn'  
    "R8KQj  
     &W f3~hmo  
    H3Se={5h\A  
    使用TEA进行性能评估 &Q}*+Y]G  
    )[1)$-Ru  
     kD bhu^~B  
     tgjr&G}a@0  
    使用FMM进行性能评估 F @Te@n  
    "*,XL uv>  
     %F kMv  
    L28*1]\Jh  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 ZNYH#mJX*  
    "_2Ng<2  
     lY*[tmz)  
    M)sZSH.<O  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 #z1H8CFL"  
    sBV 4)xM  
     0@2mXO9f"  
     8p-=&cuo\@  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 au,t%8AC  
    6rS$yjTX!  
     wO2_DyMm@  
     ^Q&u0;OJ  
    VirtualLab Fusion技术 erO>1 ,4S  
    (|wz7 AY2  
     v:+ ~9w+  
    &sF^Fgg{  
     
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