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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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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2023-08-09
    摘要 Nv[MU@Tv  
    HP,sNiw  
    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。 Vf*Z}'  
    u2 a#qU5*  
    `>1XL2  
     Bz+zEXBC  
    设计任务 'zo] f  
    ojva~mnFf  
    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 n Y)H-u^  
    |$:y8H'J  
     ?zP/i(1y  
    'X%5i2  
    光栅级次分析模块设置 )hy(0 D  
                           N e<D'-  
    14DHU  
    使用常规的分束器会话2编辑器，VirtualLabFusion提供了一个指导工具，允许用户一步一步地指定所有影响分束器设计的参数。 tEam6xNf,  
    gJFx#s0?6.  
    |O';$a1S  
    kfW"vI+d  
    3QF/{$65!  
    1. 通过应用设计带中的结构设计，所得到的传输函数可以转换为结构轮廓。 1OI/,y8}  
    2. 对于此转换，使用了薄元近似(TEA)。因此，所得到的结构与初始相位函数成正比。 UURYK~$K:  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 ?:AD&Dn  
    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。 BN>t"9XpW  
    '_~qAx@F#c  
     A||,|He~  
    衍射分束器表面 b/soU2?^  
    Y n7z#bu  
     }nx5  
    zg>)Lq|VsT  
    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。 I6e[K(7NY  
    CK=TD`$w  
    oniVC',  
    VFI\2n`  
    k}&7!G@T  
     EA``G8Vn>  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) <zWMTVaC  
    q@=3`yQ  
     3YO %$  
    /$'|`jKsB  
     一般光栅组件提供了薄元近似(TEA)和傅里叶模态方法(FMM)作为解决模型给定的光栅。 mMOjV_  
     薄元近似通常产生更快的结果，当结构小于波长的5倍,可能有精度问题，。 DD fw& y  
     傅里叶模态方法允许一个严格的模拟，但需要更高的数值计算。 1=L5=uz1d:  
    p>=i'~lQ6  
     qokCVI-\  
     MU>6s`6O  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 uc>]-4  
    kxH` c  
     zI.%b7wq  
    光栅级次分析仪提供了所有衍射阶的效率的概述，作为许多可能的输出。 H3 >49;`  
     NIh?2w"\  
    }bZb8hiG  
    使用可编程光栅分析仪，用户可以指定应计算的值。例如:总效率、均匀性误差、0阶效率 s+<`iH9Hm  
    M.o H,Kd6  
    "$#<+H>O  
    设计与评估结果 ty\F~]Oo  
    相位功能设计 ^61;0   
    结构设计 #ZyY(S1.  
    TEA评价 nKnQ%R  
    FMM评估 5ktFL<^5T  
    高度标度（公差）     !O 0{ .k  
    J3QL%#  
    通用设置 :|a$[g5  
    N`J]k B7  
    mW=9WV  
    提供多次运行文档，允许用户执行任意数量的设计，并提供根据特定标准筛选结果的选项。 T f40lv+{  
    通过这种方法获得了以下三个结果：我们将对其进行进一步评估。     BZOB\Ym  
    z'01V8e  
    U1;&G  
    纯相位传输设计     m*'hHt n  
    3}2;*:p4Y  
     _$KE E|9  
    qM18 Ji*  
    结构设计 [NoOA  
    N c(f+8  
     hem>@Bp'V  
    @]YEOk-  
    }2hU7YWt  
    更深的分析 kx,3[qe'S  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 %n^ugm0B  
    •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。 WBWIHv{j  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 4MrUo9L$s  
    \SN>Yy  
     Q9Vj8JO"{  
    s`en8%  
    使用TEA进行性能评估  ]&OI.p  
    ` >loleI  
     FQ>y2n=<d  
     n s#v?D9NF  
    使用FMM进行性能评估 Y|6gg  
    M#k$[w}=  
     '#a;n  
    &NX7  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 39~te%;C7  
    to;^'#B  
     O7oq1JI]Y  
    mwutv8?  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 UPy 4ST  
    7Ue&y8Yf  
     A,EuUp  
     o@L2c3?c5  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 >8|V[-H  
    cB)tf S4)  
     ^^g u  
     \]0#jI/:  
    VirtualLab Fusion技术 y&V%xE/  
    <v!jS=T  
     pVM1%n:#  
    + 2w<V0V_  
     
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