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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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    光券
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2023-08-09
    摘要 )zxb]Pg+  
    DujVV(+I  
    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。 :2KHiT5  
    `/[5/%  
    RyK~"CWT  
     !Wr<T!T  
    设计任务 ]_(hUj._  
    l+6c|([  
    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 =x -7 Wy  
    _G'ki.[S7  
     %"v:x?d$$o  
    Q!q6R^5!K  
    光栅级次分析模块设置 {3  
                           N~flao^  
    ?7NSp2aq2A  
    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。 u~OlJ1V  
    t[TM\j0jW  
    6agq^wI  
    JxinfWk  
    _S{TjGZ&  
    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。 +\Vw:~e  
    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。 e$s&B!qJ  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 !!Ww#x~k$[  
    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。 >s5}pkAv|e  
    Az@@+?,%Y  
     _h<rVcl!wX  
    衍射分束器表面 x[lIib1s  
    z6U'"T"a  
     _]5UuIMl  
    \'Ca1[y@B  
    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。 B]tj0FB`-*  
    E "=4(   
    SY5}Bu#  
    -ZE YzZqY  
    = vqJ0!  
     ke2dQ^kc4  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) Y0g]-B  
    n>pJ/l%`  
     A4,%l\di<  
    [lML^CYQ  
     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。 *KNfPh#wi}  
     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，。 9@CRL=  
     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。 G%HG6  
    f~W+Rt7o  
     SWw!s&lP&  
    5 <k)tF%  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 zV}:~;w  
    HsTY*^V  
     rSv,;v  
    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。 \2; !}  
    FDgo6x   
    oo;<I_#07  
    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 atpHv**D<i  
    )A*53>JV  
    KH)-=IJ8  
    设计与评估结果 FiMM-c|  
    相位功能设计 zwC ,,U  
    结构设计 BDf M4  
    TEA评价  [{2v}  
    FMM评估 fNi&r0/-t  
    高度标度（公差）     2'=)ese  
    Vj4 h#NN$  
    通用设置  d;>G  
    Jvc<j:{^w  
    b4wT3  
    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。 Psf'^42(v  
    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。     #C } +  
    3:Nc`tM_  
    e 1XKlgl  
    纯相位传输设计     W5'6L =WG  
    *~GI-h  
     MS#"TG/)  
    %Qz<Lk">.  
    结构设计 MOh&1]2j5  
    rZwSo]gp  
     <ot`0  
    :%9R&p:'ar  
    @D-I@Cyl  
    更深的分析 @_"cMU!  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 d#+Ne f5  
    •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。 oU,8?( }'~  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 z*.G0DFw  
    _R(ZvsOZ  
     |pZ7k#%  
    q !9;JrX  
    使用TEA进行性能评估 xO:h[  
    GU`q^q@Ea  
     j5R0e}/r  
     l'4<^q  
    使用FMM进行性能评估 0xDn!  
    G~C-tAB  
     ]e-QNI  
    i 1w ]j  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 zd2_k 9  
    qJs_ahy(  
     Hd;NvNS  
    8F<|.V;  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 C3^3<  
    m4h)Wq  
     %S"z9@  
     e;~(7/1  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 Y*pXbztP  
    %CnVK1u!  
     ):4)8@]5M  
     h #gI1(uL  
    VirtualLab Fusion技术 KsTGae;ds  
    a ub$4n!C9  
     %pWJ2J@  
    h{o,*QL  
     
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