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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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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2023-08-09
    摘要 J%9)&a W  
    <d`ksZ+  
    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。 u( kacQ7  
    0 rge]w.X  
    "~:AsZ"7  
     %t.L;G  
    设计任务 c}$C=s5 h}  
    Ej;BI#gx=  
    使用近轴近似的衍射1：7×7分束器的初步设计通过严格分析，进一步优化零阶均匀性和影响 '=eG[#gy  
    J/T$.*X  
     C~o\Q# *j  
    o$4xinK  
    光栅级次分析模块设置 ; fOkR+  
                           q`u^ sc  
    lPBWpHX  
    使用常规的分束器会话2编辑器，VirtualLabFusion提供了一个指导工具，允许用户一步一步地指定所有影响分束器设计的参数。 ~d.Z. AD  
    K*"Wq:T;B  
    WciL zx/  
    \7\7i-Vo  
    cT&!_g#g  
    1. 通过应用设计带中的结构设计，所得到的传输函数可以转换为结构轮廓。 f[wA ]&  
    2. 对于此转换，使用了薄元近似(TEA)。因此，所得到的结构与初始相位函数成正比。 bxXNv^  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 3=@lJ?Ym  
    4. 要在不同的模拟场景中使用这种结构，需要从组件内部获取实际的采样表面或指定的堆栈。 .5s#JL  
    1Uy'TEk  
     XCAy _fL<B  
    衍射分束器表面 }HLs.k4-;  
    ;]c:0W '  
     <meQ  
    KFuP gp  
    为了进一步评估，使用了通用光栅光学设置，其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪，以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 Vs"1:gi&  
    `<oNEr+#  
    AuW-XK.  
    7kT&}`g.  
    &;x*uG  
     lL<LJ :L  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) 8mh@C6U  
    q4xP<b^  
     Dr oa1_FX  
    zn3]vU!  
     一般光栅组件提供了薄元近似(TEA)和傅里叶模态方法(FMM)作为解决模型给定的光栅。 azCod1aL{  
     薄元近似通常产生更快的结果，当结构小于波长的5倍,可能有精度问题，。 ,qz:(Nr  
     傅里叶模态方法允许一个严格的模拟，但需要更高的数值计算。 .{8?eze[m  
    ?LAiSg=eq  
     Z !81\5  
    '<R::M,  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 hN"cXz"/  
    r:~q{  
     o"19{ D^.  
    光栅级次分析仪提供了所有衍射阶的效率的概述，作为许多可能的输出。 RF|r@/S  
    -TT{4\%s  
    UNO KK_  
    使用可编程光栅分析仪，用户可以指定应计算的值。例如:总效率、均匀性误差、0阶效率 Ij{ K\{y  
    * ujJpJZ2  
    &`LR{7m  
    设计与评估结果 \b6vu^;p  
    相位功能设计 VLP'3 qX  
    结构设计 0Z&ua  
    TEA评价 8bf~uHAr  
    FMM评估 7 ~9Lj  
    高度标度（公差）     9cJ1J7y  
    m2x=Qv][@c  
    通用设置 gK_#R]  
    cGUsao  
    d>1cKmH!  
    提供多次运行文档，允许用户执行任意数量的设计，并提供根据特定标准筛选结果的选项。 C.(<IcSG  
    通过这种方法获得了以下三个结果：我们将对其进行进一步评估。     {=Z _L?j  
    VTl\'>(Cl  
    #!>QXiyR  
    纯相位传输设计     *a2-Vte  
    JF6=0  
     m.b}A'GT  
    6Z>G%yK  
    结构设计 ,w|Or}h]7  
     oHR@*2b  
     Nq >"vEq)  
    qo!6)Z  
    =>Q$S  
    更深的分析 ]z#9)i_l3  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 {9;x\($&a  
    •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。 pkEx.R)  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 qbq.r&F&  
    + :;6kyM6X  
     o56UlN  
    :7L[v9'  
    使用TEA进行性能评估 r=Od%  
    hEk0MY  
     0o]T6  
     %uQOAe55  
    使用FMM进行性能评估 ^tRy6zG  
    I2^@>/p8\(  
     VxqoE]Dh  
    xWxgv;Ah  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 <o"2z~gv  
    X ApSKJ  
     eEZZ0NNe;  
    G @8wv J  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 3,dIW*<**  
    g..&x]aS(  
     #p7_\+&5s  
     L 4Sa,ZL  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 y*vg9`$k  
    0kxe5*-|  
     +T8]R7b9  
     z"$huE>P6  
    VirtualLab Fusion技术 n,*E s/\  
    abtYa  
     dCO7"/IHW  
    HbMD5(  
     
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