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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 B!yAam#^  
    PudwcP {  
    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。 [iB`- dE,  
    dKi+~m'w  
    g/J ^ YT!  
     ?HAWw'QW  
    设计任务 szGp<xv_p  
    6xvyhg#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 m<hR Lo  
    t@.M;b8  
     [$ vAjP  
    q>?uB4>^  
    光栅级次分析模块设置 ]FL=E3U  
                           7J.alV4`/  
    _/]4:("  
    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。 ZQZ>{K  
    ":tQYo]d  
    {?$-p%CF`8  
    XSkx<"U*  
    UW8 8JA0  
    1. 通过应用设计带中的结构设计，所得到的传输函数可以转换为结构轮廓。 o!dTB,Molr  
    2. 对于此转换，使用了薄元近似(TEA)。因此，所得到的结构与初始相位函数成正比。 c>,|[zP{  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 E}00y%@*J  
    4. 要在不同的模拟场景中使用这种结构，需要从组件内部获取实际的采样表面或指定的堆栈。 ag+$qU  
    &>XIK8*  
     [yJcM [p\  
    衍射分束器表面 W4Tuc:X5  
    #"jEc*&=  
     tl !o;`W  
    0L9z[2sj  
    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。 2zZ" }Zr#  
    ]_G!(`Udh  
    "d^hY}Xx  
    f,wB.MN  
    M[g9D  
     *VmJydd  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) 0B7cpw>_J  
    /r^J8B*  
     1Y'9|+y+  
    <DxUqCE  
     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。 UC"<5z lcu  
     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，。 D~P I_*h.  
     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。 HTA@en[5  
    Ei2hI  
     mR\rK&'6  
    {9S=:  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 QVA)&k'T,  
    zUF%`CR  
     5xtIez]x?  
    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。 _ +q.R  
    =87.6Ai  
    @8a1a3_F  
    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 Dl_y[ 9  
    ckY,6e"6  
    @Fv"j9j-3G  
    设计与评估结果 }d?"i@[  
    相位功能设计 !Bcd\]q  
    结构设计 }D02*s  
    TEA评价 > 1 {V  
    FMM评估 ~"6/OJA  
    高度标度（公差）     +n_`*@SE  
    KjFNb;mM  
    通用设置 n%yMf!M .:  
    MhaN+N  
    O{:_-eI&d  
    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。 @62QDlt;  
    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。     g).k+  
    >*rH Nf  
    >U?HXu/TJr  
    纯相位传输设计     Hyx%FN=  
    RR R'azT  
     b~uz\%'3  
    }A)>sQ  
    结构设计 A& u"NgJ  
    $n>|9(K8  
     vl+vzAd  
    *E lR  
    YbjeM6#E  
    更深的分析 "9mJ$us  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 lW}"6@0,  
    •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。 94Wf ]  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 >5G2!Ns'  
    AT.WXP0$A  
     c@iP^;D  
    H]>b<Cs  
    使用TEA进行性能评估 |_7nvck  
    &aD ]_+b  
     u7R:7$H  
     ^D` ARH  
    使用FMM进行性能评估 BfQRw>dZ"{  
    E07g^y"}i  
     eF)vx{s  
    A#t#c*  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 `}uOl C]I  
    1QkAFSl3  
     T 9lk&7W  
    G;r-f63N  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 +o&&5&HR  
    n$>E'oG2 t  
     eyPh^c]?`8  
     I[b@U<\  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 D4jf%7X!Lu  
    NY]`1yy  
     CYlZ<W'  
     5G-)>  
    VirtualLab Fusion技术 GWP;; x%  
    -8F~Tffx  
     n- cEa/g  
    i^hgs`hvU  
     
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