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2022-09-06 08:32 |
非近轴衍射分束器的设计与严格分析
M~"93 Q`f^ 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。 SO8b~N nhb: y
JR^#NefJ :W*']8 M- 设计任务 ZT1IN6;8W LqcHsUFj 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 V0/O
T~gS8 ]s<}'&
[)KLmL% hJkF-yW 光栅级次分析模块设置 Yj#4{2A YfZ96C[a &* 1iW(x 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。 3V)NM%Aw MB:*WA&
Bkh1VAT 9aKt (g6 ON
q =b I* 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。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。 b9cY 3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。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。 tShyG!b lVR
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gK+/wTQ% 衍射分束器表面 o'auCa,N Yj/[I\I"m
%FSY}65 rUOl+p_47 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。 "o6a{KY( Tn"/EO^N
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>2[nTfS K%iA-h 衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) HLsG<# =&YhA}l\O
sBV})8]KM {IR-g,B 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。 s6+`cC4 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,。
u/S{^2`b 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。 w4%yCp[, (>usa||
9fQFsI *Z:'jV< 光栅级次和可编程光栅分析仪 Eu)(@,]we QnN cGH
>J,y1jzJ 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。 v[J"/:] .|Y&,?k|Y ( {}Z
' 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 yG..B .lE7v -e | g[iK1 设计与评估结果 相位功能设计 ^p}|""\j 结构设计TEA评价 rmh 1.W FMM评估 高度标度(公差) lwj,8 G>>TB{} 通用设置 ,UE>@;] 6X`i*T$. r>Rm=eKJ 提供多次运行文档,允许用户执行任意数量的设计,并提供根据特定标准筛选结果的选项。 9f U,_`r 通过这种方法获得了以下三个结果:我们将对其进行进一步评估。 "s3eO mNDz|Ln 纯相位传输设计 }{#ty uzAo R m^$Dn
U\~9YX8 H)VzPe# { 结构设计 wcW8"J'AH <A+n[h
7ea<2va, O4lHR6M2 E=eK(t(8 更深的分析 yNU.<d 5 •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 {>rGe#Vu •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。 T_3JAH e •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 nEgDwJ<wl OJ!=xTU%h
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M 使用TEA进行性能评估 qGVf!R mJN*DP{
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aTL u7C\-e ~dz,eB 进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 Q!*}^W ewrs
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)F,IPAA# vmsrypm 进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 734f&2 ?_V&~?r
]o+5$L,5b T0TgV 进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 'L$}!H1y PXrv2q[5?
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