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infotek 2023-08-09 08:21

非近轴衍射分束器的设计与严格分析

摘要 G(e?]{(  
6FAP *V;  
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。 NyNu1V$  
:a`m9s 4  
}3e+D  
3iwZUqyq  
设计任务 WR%iUO40  
w=5qth7  
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 ~d]7 Cl  
^hJ ,1{o  
zc5_;!t  
F*u;'K   
光栅级次分析模块设置 H|?`n uiD  
                       n_Dhq(.  
F[Up  
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。 \v_( *  
(6b%;2k  
Fh;(1X75I  
X8TZePh  
v'=APl+_  
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。 9 R1]2U$|  
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。 ; o=mL_[  
3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 KYaf7qy]  
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。 I Cs1=  
Zl*!pQ  
c+c^F/  
衍射分束器表面 agzG  
{I ,'  
,# 6\:i  
3& $E  
为了进一步评估,使用了通用光栅光学设置,其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪,以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 ~gD'up@$/  
-mF9Skj  
J\BdC];  
-1:asM7  
r`@Dgo}  
O1"!'Gk[!L  
衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) Pa*yo:U'h  
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]SI`fja/  
g`1i[Iu2  
 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。 O(VV-n7U  
 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,。 `:&{/|uP7  
 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。 622).N4  
P'+*d#*S  
9UZX+@[F  
K;~dZ  
光栅级次和可编程光栅分析仪 5sH ee,  
7pNh|#Uv'  
R!=XMV3$PH  
光栅级次分析仪提供了所有衍射阶的效率的概述,作为许多可能的输出。 (~#9KA1A}  
ME.LS2'n  
\a#2Wm  
使用可编程光栅分析仪,用户可以指定应计算的值。例如:总效率、均匀性误差、0阶效率 B.o&%5dG  
RB!g,u  
6ZE] 7~X  
设计与评估结果 20q T1!j u  
相位功能设计 z'm;H{xf  
结构设计 bF.Aj8ZQ  
TEA评价 ;AaF;zPV  
FMM评估 9"rATgN1  
高度标度(公差)
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@AwH?7(b  
通用设置 86i =N _  
Ugn"w E  
q/Q*1  
提供多次运行文档,允许用户执行任意数量的设计,并提供根据特定标准筛选结果的选项。 lyyi?/W%  
通过这种方法获得了以下三个结果:我们将对其进行进一步评估。
Je/R'QP^8  
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yC -4wn*  
纯相位传输设计
q&vr;f B2  
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结构设计 !`u)&.t7  
@M1U)JoQ  
V\ |b#?KL  
^^v!..V]J  
\Tc$P#  
更深的分析 *+ 7#z;  
•高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 /q=<OEC  
•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。 k,?k37%T]  
•参数运行是执行此类调查的最佳工具。 )Z62xK2  
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&0 @2JS/!  
PKP( :3|  
使用TEA进行性能评估 Z'\_YbB  
N-^\e)ln  
$I_aHhKt  
3h4>edM  
使用FMM进行性能评估 oOuWgr]0  
BUtXHD  
3+)i23[4=\  
4FYws5]$  
进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 :5ji.g* 0  
qp7>_B  
_ ZJP]5  
[g<JP~4]  
进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 smSUo /  
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1:8ZS  
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进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 $Q62 7  
]]Wa.P~]O  
A;h~Fx6s  
SA'  zy45  
VirtualLab Fusion技术 y$!~</=b  
=l {>-`:  
N O'-HKHj  
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