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[技術]衍射分束器嚴格的參數(shù)優(yōu)化 [復制鏈接]

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只看樓主倒序閱讀樓主發(fā)表于: 2023-04-20

關鍵詞：傅里葉模態(tài)法，F(xiàn)MM，迭代傅里葉變換算法，IFTA，1維，光柵，二元，改進，高數(shù)值孔徑，效率，一致性

1. 簡介

1) 本示例主要介紹了1：6二元衍射分束器元件的嚴格參數(shù)優(yōu)化。

2. 摘要

1) 衍射光束分光器件是一種典型的計算機優(yōu)化光柵，用于將單激光光束分束成具有確定功率的預期衍射級次的多光束。
2) 衍射分光器的優(yōu)化一般采用迭代傅里葉變換算法。
3) 然而基于近似值的設計步驟對于大的衍射角度和波長范圍內的特征尺寸是無效的。
4) 該教程主要示范：
 利用迭代傅里葉變換算法對高數(shù)值孔徑1：6光束分光器的優(yōu)化。
 利用傅里葉模態(tài)法對光束分束器進行嚴格的電磁場分析。
 自定義優(yōu)化函數(shù)用于衍射級次評價及優(yōu)化。
 使用參數(shù)優(yōu)化改善光束分束器表面并使用傅里葉模態(tài)法進行分析。

3. 建模任務

1) 1：6高數(shù)值孔徑分束器

2) 照明波
 平面波；
 真空波長：635.63nm；
 偏振態(tài)：x方向線偏振光；
 入射角：0°；
 光源場直徑：無窮大；
 在熔融石英上定義光源場

4. 期望的衍射級次分布

1) 分束器其實是一個所謂的偶級次缺失光柵。僅使用了奇數(shù)次級次，且其6個奇數(shù)級次具有相同的強度；

2) 下表列出了周期為4.5455um，在100mm處的6個奇數(shù)衍射級次位置及其相應的衍射角：

5. 期望衍射級次的評價函數(shù) @9c^{x\4
dmF<J>[

這些條件的數(shù)學意義是：

ηi 表示級次i的衍射效率，其中對于i，

6. 加工條件

1) 通常制造商對最小結構尺寸是有限制的；
2) 對于該案例中兩個轉換點的最小距離應大于300nm。

7. 設計步驟

1) 利用迭代傅里葉變換算法(IFTA)對一個初始推測的高數(shù)值孔徑1：6衍射分束器進行優(yōu)化；
2) 生成轉換點列：利用轉換點列描述而二元光柵；
3) 自定義優(yōu)化函數(shù)，用于衍射級次效率的嚴格評價和優(yōu)化；
4) 利用傅里葉模態(tài)法嚴格地分析分束器；

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