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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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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2025-03-10
    摘要 1:RK~_E  
    z SjZTA/Z  
    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。 5S[:;o  
     ;{Yr|  
    MP_/eC ;  
     ?69E_E  
    设计任务 E5?$=cL?  
    cT@H49#uB  
    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 V/xjI<,  
    )Fw#]~Z  
     ju!V1ky  
    %XQJ!sC`  
    光栅级次分析模块设置 ^A=2#j~H\  
                           MAp#1+k  
    Qb7&S5m  
    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。 TEla?N  
    oBs5xH7@-  
    WHqw=! G  
    :Dfl,=S  
    .@\(ay  
    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。 xf?"Q#  
    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。 )=cJW(nfP  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 b8 1cq,  
    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。 ;X:Bh8tEV  
    Vh^ :.y   
     W.59Al'  
    衍射分束器表面 d6ifJ  
    RU~Pa+H  
     3v&Shb?xb;  
    xVrLoAw  
    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。 W)^%/lAh  
    3m~,6mQ  
    |[p]]) o  
    {{)pb>E  
    2k m0  
     )NTpb  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) ^Nt^.xi7  
    'UTMEN&  
     D~TlG@Pq  
    wv=U[:Y  
     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。 '@zMZc!  
     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，。 Bc`L ]<  
     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。 Urol)_3X  
    O_ vH w^  
     xiL+s-   
    ^5)=) xVF  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 "Bz#5kqnl  
    a/3yn9`sQ  
     cEn|Q  
    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。 @1qdnU  
    "Z~@"JLb%  
    \w&R`;b8w  
    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  z@~mu  
    NBAOVYK  
    :fUNc^\2  
    设计与评估结果 /7ShE-.5#  
    相位功能设计 ;iQw2XhT  
    结构设计 !| q19$  
    TEA评价 4q?R3 \e;  
    FMM评估 >>M7#hmt  
    高度标度（公差）     D( y c  
    3JD"* <zs  
    通用设置 \^!<Y\\  
    1;!dTh  
    uc\G)BN  
    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。 A<(Fn_ &W  
    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。     `uqe[u;`6  
    4F<wa s/  
    $7-S\sDr  
    纯相位传输设计     iG"1~/U  
    W}|k!_/  
     R*lq.7   
    R:+?<U&  
    结构设计 |x=(}g  
    oW>e.}d!  
     1\AcceJ|(w  
    6BZi4:PDx  
    e@ 5w?QzW  
    更深的分析 .Q{VY]B^  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 T hVq5  
    •可以利用这一点来纠正零阶不期望的效率，从而改善均匀性。 (Zej\lEN  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 |O'gT8  
    @PK 1  
     cV7a, *  
    tVNFulcz$  
    使用TEA进行性能评估 HcV,r,>e  
    0d89>UB-8q  
     kX*.BZI}C  
     )EcfEym.>  
    使用FMM进行性能评估 _s:5)  
    WopA7J,  
     }h|HT  
    8M]QDgd.  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 8hMy$  
    %6&c3,?U\n  
     qZlL6  
    e5w0}/yW/  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 .$+,Y4q~(  
    DweF8c  
     %][zn$aa|  
     dV^ck+  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 f'tQLF[r<  
    +xU=7chA  
     l=a< =i  
      {+gK\Nz  
    VirtualLab Fusion技术 XAB/S8e  
    ?9T,sX:  
     ;0Ih:YY6  
     
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