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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 Cy6%S).c  
    1wlVz#f.  
    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。 z6 a,0&;-L  
    WV@X@]U  
    l-cW;b~  
     8XlU%a6x  
    设计任务 7|{ B#  
    uct=i1+ fE  
    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 ?0uOR *y'  
    T:6K?$y?  
     /Bh>  
     M$F{N  
    光栅级次分析模块设置 Enu!u~1]F  
                           [.ey_}X8  
    %6N)G!P  
    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。 HmW=t}!  
    ^glX1 )  
    "A]?M<R  
    }a' cm!"  
    6-tiRk~  
    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。 hcQSB00D^  
    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。 lS#7x h  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 PP],HB+*[  
    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。 :Jm!=U%'Z  
    *!i,?vn  
     eVrnVPkM  
    衍射分束器表面 &{BBxv)y  
    MCM/=M'y  
     gt~9"I  
    [;*\P\Xih  
    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。 ftxTX3X  
    0e)lY='^_  
    ' 4,y  
    b-2pzcK{#  
    k]t,q$Vd  
     8~;{xYN )  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) U&`6&$]  
    Ywmyr[Uh'  
     YXgWH'i~  
    J9NsHr:A[  
     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。 J`4Z<b53  
     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，。 0T(O'v}.  
     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。 cD5w| rm?i  
    cT\O v P*_  
     c$.UE  
    E2h(w_l  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 HJc<Gwm  
    +I*k0"gj6  
     ,|6Y\L  
    光栅级次分析仪提供了所有衍射阶的效率的概述，作为许多可能的输出。 "pOqd8>]  
    ?0 HR(N(z!  
    @<|6{N<  
    使用可编程光栅分析仪，用户可以指定应计算的值。例如:总效率、均匀性误差、0阶效率 :wFb5"  
    >ze>Xr'm5=  
    R_t~UTfI;  
    设计与评估结果 +d.u##$  
    相位功能设计 3(aRs?/ O  
    结构设计 ]gb _Nv  
    TEA评价 uPI v/&HA  
    FMM评估 n/xXQ7y  
    高度标度（公差）     dv}8Y H["  
    GVeL~Q  
    通用设置 lq~Gc M  
    eH ;Wfs2f  
    AU3auBol ^  
    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。 Vp|2wlFE-  
    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。     O'"YJ,  
    `Q:de~+AM{  
    8FAT(f//.  
    纯相位传输设计     nUiS<D2  
    ;+TMx(  
     X'YfjbGo  
    0PYvey }[  
    结构设计 %=laY_y G  
    W,xi> 5k  
     ,.~ W  
    gmXy>{T  
    ue,#, 3{m  
    更深的分析 ~D<7W4c  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 _`TepX R  
    •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。 ;7;zhJs1t  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 2b; rr  
    i6-wf Gs;  
     X(4s;i  
    v]B0!k&4.  
    使用TEA进行性能评估 ^RYn8I  
    _cW_u?0X:  
     t.3Ct@wK  
     9 yh9HE  
    使用FMM进行性能评估 l\q*%'Pe  
    OAmES;Ck$(  
     r~8D\_=s  
    ^>3tYg&7  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 5x:Ift *  
    *jYHd#UZx4  
     i}.{m Et  
    Zkf 3t>[  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 >+yqjXRzm  
    CnxK+1n l  
     mle_*Gy8  
     It#hp,@e  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 N BV}4  
     !7 ei1  
     >t 1_5  
     z7O Z4R:  
    VirtualLab Fusion技术 ygmv_YLjm  
    ;X?Ah  
     r]8wOu-'  
    0_YxZS\  
     
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