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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: 2025-03-10
    摘要 4;6"I2;zfG  
    sWlxt qg  
    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。 9 Zos;  
    ArtY;.cg%  
    rN&fFI  
     p6- //0qb  
    设计任务 ~EBaVl ({  
    +ywz@0nx  
    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 <.ZIhDiEl  
    SD^::bH  
     8WytvwB}  
    jwk+&S  
    光栅级次分析模块设置 .4a|^ vT  
                           k{f1q>gd  
    >&.N_,*  
    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?(rx;  
    z -?\b^  
    l-XfUjJ  
    :rr<#F  
    2?ue.1C  
    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。 K>'4^W5d,  
    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。  c k;:84  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 vE[d& b[  
    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。 %`$bQU  
    9BakxmAc  
     $(62j0mS>  
    衍射分束器表面 C/!P&`<6  
    cUug}/!I  
     @>z.chM;  
    }!K #  
    为了进一步评估，使用了通用光栅光学设置，其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪，以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 ;ab[YMkH  
    D!* SA  
    w_U#z(W3l  
    (1=@.srAzK  
    _oZ3n2v}@  
     LiEEQ  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) S>5w=RK   
    A6KP(@   
     s {*rBX8N  
    6<z#*`U1  
     一般光栅组件提供了薄元近似(TEA)和傅里叶模态方法(FMM)作为解决模型给定的光栅。 <1vogUDW  
     薄元近似通常产生更快的结果，当结构小于波长的5倍,可能有精度问题，。 BHpay  
     傅里叶模态方法允许一个严格的模拟，但需要更高的数值计算。 XyB_8(/E  
    k6 OO\=  
     )E",)}Nh  
    vo#$xwm1  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 bv7)[,i  
    iu=@ h>C  
     ^d>m`*px  
    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。 Zq{gp1WC  
    Cno[:iom  
    <DqFfrpc  
    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 6oWFjeZ0  
    A/zAB3  
    hAgrs[OFj  
    设计与评估结果 *k\ ;G?  
    相位功能设计 {dh@|BzsbH  
    结构设计 DFwiBB6  
    TEA评价 ybf,pDY#f  
    FMM评估 f/ 3'lPK^  
    高度标度（公差）     U7LCd+Z 5X  
    pl}W|kW}  
    通用设置 e9\_H=t+  
    J^WX^".E  
    v%#@.D!)  
    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。 2U R1T~r  
    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。     mJ8EiRSE  
    9AWP` ~l`  
    G_WFg$7G%  
    纯相位传输设计     4tkb7D q  
    U4"&T,'lTL  
     ]'<}kJtN.  
    t%y i3  
    结构设计 RSe av  
    Gp_flGdGQ  
     x[&)\[t  
    9G1ZW=83  
    6R2F,b(_  
    更深的分析 >of9m  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 }L`Z<h*H  
    •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。 uC]c`Ue  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 ^S|}<6~6b  
    'K23oQwDB  
     ,=pn}\ R  
    6!6R3Za$  
    使用TEA进行性能评估 2 9z@ !  
    iDCQqj`  
     Wa!C2nB  
     .5~3D97X&  
    使用FMM进行性能评估 v/7^v}[<  
    C szZr>Z  
     xgsEe3|  
    &?j\=%  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 &[ |Z2}  
    uowdzJ7  
     SJ,];mC0  
    ?wIw$p>wT  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 aMK\&yZD  
    9+Wf*:*EW  
     !6 kn>447Y  
     K,bX<~e5  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 L'e|D=y  
    b$/7rVH!  
     Q}^qu6  
     dA#'HMh@  
    VirtualLab Fusion技术 &jrc]  
    ziQ&M\  
     @6y)wA9Yx  
     
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