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2024-12-04 07:52 |
VirtualLab Fusion应用:非近轴衍射分束器的设计与严格分析
摘要 XP}<N&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。 iDD$pd,e\ >GuM]qn 设计任务 $Kd>:f=A ]###w; HKe K<V 使用近轴近似的衍射1:7×7分束器的初步设计,通过严格分析,进一步优化零阶均匀性和影响 ig"L\ C"T fsXy"#mOkD 光栅级次分析模块设置 g{LP7D;6 1H9!5=Ff 使用常规的分束器会话2编辑器,VirtualLabFusion提供了一个指导工具,允许用户一步一步地指定所有影响分束器设计的参数。 Xc.`-J~Il "jCu6Rj d 1. 通过应用设计带中的结构设计,所得到的传输函数可以转换为结构轮廓。 ,//S`j$S 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。 ZC8wA;!z^ 3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 Ca-j?bb! 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。 !m$jk2< 衍射分束器表面 M%#e1"n 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。 b Zt3| 9 $X- 衍射光束求解器-薄元素近似(TEA)
8Y?;x} s^SJY{ 一般光栅组件提供了薄元近似(TEA)和傅里叶模态方法(FMM)作为解决模型给定的光栅。 pot~<d`:K" 薄元近似通常产生更快的结果,当结构小于波长的5倍,可能有精度问题,。 Ca\6vR 傅里叶模态方法允许一个严格的模拟,但需要更高的数值计算。 z{>Rc"%\ 8>V5dEbx' 光栅级次和可编程光栅分析仪 %)wjR/o Pc9H0\+Xk ^}r1;W?n 设计与评估结果 e(yh[7p= 相位功能设计 0$njMnB2l 结构设计 SAz TEA评价 hOeRd#AQK FMM评估 i9$ Av /O9EQ Pm( 通用设置 '<M{)? 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。 r=4eP(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。 #/]nxW.S _G0x3 纯相位传输设计 s @C}P [
3HfQ /(LL3cZK 结构设计 <QvOs@i* P* o9a @@%ataUSBT 更深的分析 0`hdMLONR •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 Z{R> •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。 o}!PQ#`M •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 h$*!8=M
4R*,VR.K 使用TEA进行性能评估 =#\:}@J5I 8-i#8'/x ix$bRdl 使用FMM进行性能评估 Y0>y8UV D]}G.v1 >V~E]P%@ 进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 fIF8%J ^3 36NpfTW :%.D78& 进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 O84i;S+-p ^s=8!=A( ]tD]Wx% 进一步优化–设计#3的零阶阶次优化
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