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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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    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 S_zE+f+ 2  
    "#%T*c{Tf0  
    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。 {^F_b% a4z  
    Cb<\  
    }j x{Cw  
     ]v#Q\Q8>  
    设计任务 8in8_/x  
    4I$#R  
    使用近轴近似的衍射1：7×7分束器的初步设计通过严格分析，进一步优化零阶均匀性和影响 9S}PCAA;  
    q%l<Hw6{z  
     HDYoM  
    ev`p!p  
    光栅级次分析模块设置 d{  Z  
                           F-m1GG0s  
    |"arVde  
    使用常规的分束器会话2编辑器，VirtualLabFusion提供了一个指导工具，允许用户一步一步地指定所有影响分束器设计的参数。 zT@vji%Y  
    \|kU{d0  
    7ORwDR,`5  
    ),86Y:^4  
    -7CkOZT  
    1. 通过应用设计带中的结构设计，所得到的传输函数可以转换为结构轮廓。 &A>J>b  
    2. 对于此转换，使用了薄元近似(TEA)。因此，所得到的结构与初始相位函数成正比。 HRk+2'wjAz  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 1'h?qv^(  
    4. 要在不同的模拟场景中使用这种结构，需要从组件内部获取实际的采样表面或指定的堆栈。 ]0o78(/w2  
    [e (-  
     gxF3gM  
    衍射分束器表面 a83o (9  
    @E1N9S?>  
     R]dc(D  
    GerZA#  
    为了进一步评估，使用了通用光栅光学设置，其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪，以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 %gN8-~$ 1  
    |@ia(U~  
    &iTsuA/7  
    tUzuel*  
    l-5-Tf&j  
     % L]xar  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) fZg Z  
    O *CKyW_$t  
     !5pp A  
    ]itvu:pl%  
     一般光栅组件提供了薄元近似(TEA)和傅里叶模态方法(FMM)作为解决模型给定的光栅。 |>m@]s7Z  
     薄元近似通常产生更快的结果，当结构小于波长的5倍,可能有精度问题，。 H}A67J9x  
     傅里叶模态方法允许一个严格的模拟，但需要更高的数值计算。 *M&~R(TMn  
    XMpPG~XdN  
     \;4RD$J  
    ${ e{#  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 /Z-|E  
    Uj_%U2S$  
     gq/q]Fm\  
    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。 U<Ag=vsZE  
    +3VY0J  
    jQc$>M<"o  
    使用可编程光栅分析仪，用户可以指定应计算的值。例如:总效率、均匀性误差、0阶效率 ?'^xO:  
    a93Aj  
    &}6=V+J;  
    设计与评估结果 [<6ez;2q'  
    相位功能设计 ~zi&u46  
    结构设计 gmt`_Dpm$  
    TEA评价 s %/3X\_  
    FMM评估 @qI^xs=Z  
    高度标度（公差）     .F |yxj;I7  
    tMC<\e  
    通用设置 }{HlY?S  
    0D=6-P?^W  
    @r=O~x  
    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。 MK,#"Ty}zK  
    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。     zGA#7W2?0  
    iWO16=  
    !M\8k$#"n  
    纯相位传输设计     `N;JM3 ck  
    pFhznH{0  
     *IfLoKS'  
    y3 kXfSe  
    结构设计 :D;BA  
    624l5}@:  
     ?$%#y u#.  
    x+47CDDu3  
    /a Nlr>^  
    更深的分析 >E6w,Ab  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 ??)IPRv?yF  
    •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。 VM88#^  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 [Q6PFdQ_JT  
    v:|_!+g:  
     :.J Ad$>P  
    6;Wns'  
    使用TEA进行性能评估 7 wH9w  
    "`s{fy~mV  
     w`x4i fZ0q  
     BRyrdt*_e  
    使用FMM进行性能评估 V9bn  
    D.su^m_1  
     oP!oU2eqK  
    !E#FzY!}Pl  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 E.45 s? r  
    c>mTd{Abi  
     M8(N9)N  
    }fU"s"  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 =~yRgGwJ  
    b8@?fC+tm  
     4c0 =\v  
     ,%6!8vX  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 _<}oBh  
    Z4KYVHD,  
     lsq\CavbM  
     >{R+j4%  
    VirtualLab Fusion技术 @kBy|5  
    %0&59q]LM  
     yzWVUqtXm  
    @` 5P^H7  
     
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