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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 v8-My1toV  
    |<c9ZS+  
    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。 ;JkIZ8!  
     NAD^10  
    H=BI%Z  
      zjUQ]  
    设计任务 5$ =[x!x  
    Ixn|BCi60A  
    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 sg,\!'  
    Ln# o:"E  
     5}G_2<G  
    Tm`@5  
    光栅级次分析模块设置 ?r !kKMZ  
                           kx(beaf  
    :=B.)]F.)  
    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。 =Q 9^|&6  
    G %sO{k7  
    KF'fg R  
    :\~>7VFg  
    Z@euO~e~  
    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。 {Z/iYHv~#c  
    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。 'f{13-# X@  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 {LiJ=Ebt  
    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。 us.[wp'Sh  
    Kk}, PU=  
     K.yc[z)un  
    衍射分束器表面 W$jRS  
    ={xRNNUj_  
     _-vlN  
    DPf].i#  
    为了进一步评估，使用了通用光栅光学设置，其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪，以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 d[?RL&hJO  
    G T~rr*X  
    ;[ QIHA!  
    MX]#|hEeQ  
    n*9QSyJN]  
     ,u|>%@h  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) P1OYS\  
    #v(As) 4^  
     "S#$:92  
    }m<+tn3m  
     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。 cy@oAoBq  
     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，。 fa]8v6  
     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。 Dl.< (/  
    y" H5>  
     J ?{sTj"KB  
    fP<== DK  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 RK@K>)"f  
    jkl dr@t  
     pImq< Z  
    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。 h*^JFZb  
    IsT}T}p,t  
     zr ez*  
    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 r } Wdj  
    Gd C=>\]  
    1;m?:|6K{  
    设计与评估结果 \#biwX  
    相位功能设计 5 xr2  
    结构设计 =,*/Ph&  
    TEA评价 c k[uvH   
    FMM评估 WS&a9!3;  
    高度标度（公差）     ,8DC9yM,  
    bo/U5p  
    通用设置 KOR*y(*8  
    5n>zJ ~  
    EQoK\.; G~  
    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。 rk %pA-P2  
    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。     IV&5a]j  
    Zah<e6L  
    %d:cC:`  
    纯相位传输设计     D+AkV|  
    s-6$C  
     ,I|^d.[2  
    I RLAsb3  
    结构设计 .HTRvE`X  
    DCa=o  
     ^VzhjKSu  
    maSVqG  
    ,4,Bc<  
    更深的分析 "w 4^i!\  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 v#9i|  
    •可以利用这一点来纠正零阶不期望的效率，从而改善均匀性。 l^tRy_T:-  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 T g(\7Kq  
    a"}ndrc*  
     NHU5JSlB  
    ?!"pzDg  
    使用TEA进行性能评估 w}/+3z  
    t0<RtIh9e  
     gr!!pp;  
     9h+T O_T@F  
    使用FMM进行性能评估 ?W dY{;&  
    ?;w`hA3ei  
     eF0FQlMe[  
    r0f&n;0U4  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 %Ze7d&  
    D1ik*mDA=  
     n[;)(  
    #$ka.Pj  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 CE (zt  
    \ %xku:  
     `"V}Wq ?I  
     -oZw+ge}  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 $qpW?<>,0  
    hBz>E 4mEv  
     CZ^ ,bad  
      `uDOIl  
    VirtualLab Fusion技术 @}r s6 G  
    h0x'QiCc  
     1TzwXX7  
    KAVkYL0  
     
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