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2023-08-09 08:21 |
非近轴衍射分束器的设计与严格分析
摘要 Lc 4\i 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。 Ua0fs|t1v [ u7p:?WDW
Hl-!rP.?0 r9nH6 Md\ 设计任务 7Nx5n< n7-|\p!xP6 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 Sl,X*[HGd 6r
U9^o"vT ~*"]XE?M 光栅级次分析模块设置 6{Y3-Pxg ,@I_b 3sr>?/>: 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。 rXl ~D! $Ro]]NUz|
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C,53g 1. 通过应用设计带中的结构设计,所得到的传输函数可以转换为结构轮廓。 3"v
k$ 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。 obA}SF 3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 D1w;cV7/d 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。 Jv_KZDOdk #?=?<"*j
W)F<<B, 衍射分束器表面 `zf,$67>1 X}"Ic@8
^G:}%4 ^n! j" 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。 $ glt%a poLzgd
4)- ?1?) ^d6}rtG
\tv^],^` )9F o 衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) ^(}D Z8vMVo
BhAWIH8@C n*(9:y=l1 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。 RbOEXH*] 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,。 I^}q;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。 ~!V5Ug_2 0)<\jo1 F
#kGgzO Kjw==5)} 光栅级次和可编程光栅分析仪 n8h1SlK08 kSL7WQe?j
kHWW\?O 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。 l]g
/rs +\Hh|Uz5 7hV9nuW 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 -4 *94< [w*t(A 1gK<dg 设计与评估结果 gu1:%raXd 相位功能设计 ;)nkY6- 结构设计 ^|^yw gK TEA评价 t(~V:+W 9 FMM评估 `(- nSQ 高度标度(公差) cd&^ vQL8 Gy;>.:n 通用设置 W;Pdbf" egXHp<bqw ~mSW.jy}=- 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。 kjj4%0" 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。 J\@ r~x5G mB\)Q J.% yr;~M{{4 纯相位传输设计 `s )-
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9#;GG3 :D|5E>o( 结构设计 +6zW(Ql/
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KF .O>c87& I ~U1vtgp R^p'gQc$
更深的分析 (^{tu89ab •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 JJQS7,vG •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。 4Eri]O Ri •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 m}-*B1 9 HiH6f^5
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)" @sr~&YhA 使用TEA进行性能评估 yjF;%A/0 gR\z#Sg
+!~"ooQZh )X2/_3 使用FMM进行性能评估 wB(X(nr
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]Pp}=hcD a 23XrX 进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 BNw};.lO i8h^~d2"
FUO 9jX im&Nkk4n@ 进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 ymW? <\AD, /'l"Us},^!
v[2N- 5%jy7)8C 进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 1a]P+-@u[ ;Tec)Fl
Q$*JkwPQ} iAr]Ed"9| VirtualLab Fusion技术 ?u4t; .
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