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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
n{n52][J] 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。 i1ixi\P{0 'f!8DGix
:%tU'w >)fi^ 设计任务 o[Q MT P T0wW<_jh 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 UOv+T8f= I667Gz$j5
H%qsjB^ F~R;n_IJ 光栅级次分析模块设置 oR)Jznmi} b[r8e +nrbShV 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。 o |{5M|nD d[@X%
q<xCb%#Jl =)0,#9k U] l:
HTk4$0 1. 通过应用设计带中的结构设计,所得到的传输函数可以转换为结构轮廓。2. 对于此转换,使用了薄元近似(TEA)。因此,所得到的结构与初始相位函数成正比。 xK *b1CB 3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。4. 要在不同的模拟场景中使用这种结构,需要从组件内部获取实际的采样表面或指定的堆栈。 N({MPO9 b z`+ k,*
bn|I>e 衍射分束器表面 BRw .]&/ yZ0-wI
Ec!"O3%!M^ f',Op1o 为了进一步评估,使用了通用光栅光学设置,其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪,以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 =_.l8IYX$% <T` 7%$/E
xgwY@'GN X&tF;<m^
5Yg'BkEr @6Y?\Wx$w 衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) H4WP~(__ ,;EIh}
(!ux+K wT6"U$cV 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。 3@etRd;]Kr 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,。 #{\J
Nb+w% 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;H=6JeG/ JrJo|0Q
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vIUZ> |U:k,YH 光栅级次和可编程光栅分析仪 _F6OM5F"N >nJ\BPx
u0JB\)(-/h 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。 :y'Ah# cXA
i k- 5MroNr 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 /Wi[OT14 E(*0jAvO[z &fDIQISC 设计与评估结果 相位功能设计 3lf=b~Zi) 结构设计TEA评价 F6|TP.VY_. FMM评估 高度标度(公差) $.Qkb@} ]N~2 .h 通用设置 z 9vInf@M ..IfP@ bBiE 提供多次运行文档,允许用户执行任意数量的设计,并提供根据特定标准筛选结果的选项。 J9\Cm!H 通过这种方法获得了以下三个结果:我们将对其进行进一步评估。 GB23\Yv
M92dZ1+6 纯相位传输设计 eQ$Y0qH1E iW)8j 8
P@,XEQRd` 0CZ:Bo[3 结构设计 bHY=x}Hv W/=.@JjI
B7VH<;Z Sgeh %f pd:WEI
, 更深的分析 piJu+tUy •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 `{f}3bO7C •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。 >"??!|XG^ •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 Jf{*PgP Lz
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1jx:;j h\$$JeSV] 使用TEA进行性能评估 j@AIK+0Qc ny]?I
Y[ j6u\y (9tX5$e6N 使用FMM进行性能评估 Ab~3{Q]# 4svBzZdr
{dhXIs 1rNzJ;' 进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 kI,yU}<Fq )Oq|amvC
Z]A{ d[ 0%32=k7O[ 进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 46}g7skD ^6jV_QM#
]RZ|u*l=x 1NbG>E#Ol 进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 a1g,@0s =%BSKSG.
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