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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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    光币
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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 8XD_p);Oy  
    <F ?UdMT4y  
    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。 `qhZZ{s)1U  
    ] D+'Ao^'  
    nHl{'|~  
     h~s h!W8  
    设计任务 RKb (  
    pZ5eGA=  
    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 U(5Yg  
    b}J,&eYD  
     .4XX )f5  
    ='Yg^:n  
    光栅级次分析模块设置 TV~S#yg+H  
                           SHRn $<  
    y=LN| vkQ  
    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。 rkn'1M&u  
    U U@  
    tgC)vZ&a  
    'M,O(utGv  
    GuKiNYI_  
    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。 Dr5AJ`y9A  
    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。 > *soc!#Y  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 zo:NE0 0  
    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。 J*t_r-z  
    Ca ?d8  
     f47dB_{5f.  
    衍射分束器表面 Or :P*l  
    i!yE#zew  
     @bZ,)R  
    $^`@lyr  
    为了进一步评估，使用了通用光栅光学设置，其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪，以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 ._TN;tR~'  
    \e~5Dx1  
    }70A>JBw  
    5IfC8drAs  
    czT]XF  
     Z6 E_Y?  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) CTJwZY7  
    {_UOS8j7  
     8/R9YiY5*  
    +aN"*//i  
     一般光栅组件提供了薄元近似(TEA)和傅里叶模态方法(FMM)作为解决模型给定的光栅。 }z5u^_-m  
     薄元近似通常产生更快的结果，当结构小于波长的5倍,可能有精度问题，。 Y6m:d&p=}  
     傅里叶模态方法允许一个严格的模拟，但需要更高的数值计算。 A=r8_.@2@  
    '<xV]k|v  
     ]A:8x`z#F  
    .JV y}^Q\  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 cVl i^*se  
    1v 4M*  
     }WHq?  
    光栅级次分析仪提供了所有衍射阶的效率的概述，作为许多可能的输出。 wK0],,RN,h  
    !V-(K_\t  
    K9ek  
    使用可编程光栅分析仪，用户可以指定应计算的值。例如:总效率、均匀性误差、0阶效率 lYS*{i1^ '  
    >fzFNcO*  
    u{S"NEc  
    设计与评估结果 l OiZ2_2  
    相位功能设计 >L433qR  
    结构设计 9# #(B  
    TEA评价 (U@$gkUx}G  
    FMM评估 u}89v1._Jn  
    高度标度（公差）     Fz' s\  
    vbfQy2q  
    通用设置 }6gum  
    (*9-Fa  
    sfk;c#K  
    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。 &r2\P6J  
    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。     bu{dT8g'U  
    9I(00t_  
    ~SS3gLv  
    纯相位传输设计     klnk{R.>|  
    V3ExS1fNf  
     <u/(7H  
    Y|buQQ|  
    结构设计 Zgo%Jo  
    I3u)y|Y=  
     D 4sp+   
    6FY.kN\  
    bnJ4Edy  
    更深的分析 tV h"C%Vkr  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 Yr[& *>S  
    •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。 yW&ka3j\  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 #7@p  
    '$ [%x  
     g.\%jDM  
    b@O{eQB  
    使用TEA进行性能评估 R2JPLvs  
    a'A<'(yv  
     6 [?5hmc"w  
     3,n"d-  
    使用FMM进行性能评估 MG~bDM4  
    ^PUB~P/  
     _fSBb<  
    j4u ["O3  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 (T%Ue2zlY  
    h/6^>setz  
     #qW#>0U  
    TFAR>8Nm  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 HiBI0)N}  
    XlnSh<e  
     wB&5q!{!  
     _!_1=|[  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 `3`.usw  
    EWr7eH  
     nLx|$=W  
     0Ua=&;/2  
    VirtualLab Fusion技术 q@tym5  
    zQ#* O'-n  
     %NM={X|'  
    *f_A :`:  
     
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