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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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    在线infotek
    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 6&QTVdK'O  
    z83:a)U  
    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。 [E~,>Q  
    x0A %kp&w  
    +R#`j r"  
     e~s7ggg2k  
    设计任务 n{Qh8"  
    wwcwYPeg  
    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 .&Pe7`.BE  
    To8v#.i  
     D'[P,v;Q  
    :z} _y&]  
    光栅级次分析模块设置 , q@(L  
                           C$RAJ  
    #or oY.o  
    使用常规的分束器会话2编辑器，VirtualLabFusion提供了一个指导工具，允许用户一步一步地指定所有影响分束器设计的参数。 :$cSQ(q9a  
    HA.NZkq.tV  
    txfwLqx  
    )]b@eGNGj  
    `?o1cf A  
    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。  mz VuQ  
    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。 y5Wqu9C\Io  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 ckjVa\  
    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。 %cr]ZR  
    aHPSnB&  
     fpK0MS]=b  
    衍射分束器表面 )Kk(P/s  
    ~2A$R'xb  
     8@W/43K8-  
    FP'u)eU&3  
    为了进一步评估，使用了通用光栅光学设置，其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪，以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 3@F+E\k  
    (_&V9vat=  
    Xq^y<[  
    Q"6hD?6.  
    vzyI::f?  
     i3 l #~  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) K!D_PxV  
    -90ZI1O`  
     X |1_0  
    H8<7#  
     一般光栅组件提供了薄元近似(TEA)和傅里叶模态方法(FMM)作为解决模型给定的光栅。 gLxT6v5wk.  
     薄元近似通常产生更快的结果，当结构小于波长的5倍,可能有精度问题，。 J'\eS./w|  
     傅里叶模态方法允许一个严格的模拟，但需要更高的数值计算。 ;x3 ]4^  
    #1jtprc  
     d1uG[  
    Bsu=^z  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 V:(w\'wm  
    1Oca@E\Z.  
     D#/%*|  
    光栅级次分析仪提供了所有衍射阶的效率的概述，作为许多可能的输出。 f.$aFOn  
    c6Yf"~TD0  
    =8$0$d  
    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 Ql: b1C,  
    RlslF9f  
    {Ukc D+.Y  
    设计与评估结果 K?FX<PT  
    相位功能设计 Qw6KX#n  
    结构设计 94h_t@Q/1  
    TEA评价 Oa.f~|  
    FMM评估 D*XZT{1g  
    高度标度（公差）     -lP )  
    '?`@7Eol  
    通用设置 ER;lkF`RF  
    h=K36a)  
    Rg8m4xw  
    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。 .o\;,l2  
    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。     rTP5-4  
    w;yiX<t<  
    yBPt%EF  
    纯相位传输设计     ]{Mci]H6T  
    cXOje"5i  
     k%Ma4_Z  
    g:uvoMUD  
    结构设计 SLQ\Y%F  
    Q{.{#G  
     {8!ZKlB  
    f!M[awj%  
    pBg|n=^  
    更深的分析 WA]%,6  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 wVvqw/j*f  
    •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。 l50|` 6t  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 nJtEUVMt  
    QD.zU/F~>  
     C@TN5?Z  
    ,YP1$gj  
    使用TEA进行性能评估 ba(arGZ+{  
    C=oM,[ESQ0  
     l)tTg+:  
     fV.A=*1l#  
    使用FMM进行性能评估 O8K@&V p  
    L,Ao.?j  
     Z/89&Uy`h  
    ] ?DDCew  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 H Z;ZjC*  
    4 [R8(U[g  
     <mv7HKVg  
    5u2{n rc  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 Vl5SL{+D  
    |eH wp  
     ]dPVtk  
     !Y ;H(.A/  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 2-vJv+-  
    '}U_D:o.b  
     Q!4i_)rM  
     `ir&]jh.A  
    VirtualLab Fusion技术 @k=cN>ZMc  
    g".d"d{  
     >.DF"]XM  
    F^ I\X  
     
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