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2025-03-10 08:06 |
非近轴衍射分束器的设计与严格分析
摘要 z/,&w_8,: m "96%sB 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。 }<^QW't_Y G8&/Ic
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[ 设计任务 &dG^ M2g-F ZeqsXz 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 &y&HxV Bo$dIn2_
!Ahxi);a c2gi3 光栅级次分析模块设置 x~Dj2F ] Ab6R ?mUM YQcaWd( 使用常规的分束器会话2编辑器,VirtualLabFusion提供了一个指导工具,允许用户一步一步地指定所有影响分束器设计的参数。 wC?$P qrf90F)
6Ey@)p..E G@txX
' g`C\pdX"B 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。 6qSsr] 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。 7,zE?KG / 3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 t.#ara{ 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。 ^YJ%^P oL~?^`cGZ
adPd}rt; 衍射分束器表面 *M/:W =,t '&nQ~=3
{[3xi`0- RO@=&3s 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。 _+X-D9j(l p| ?FA@ 3
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7pou(U 4xH/a1&p= 衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) W>5[_d T.jCF~%7F
Nv^byWqu `?O0) 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。 +I?k8',pi 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,。 f>bL
}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。 rzs-c ? CW2)1%1iz
l))Q/8H PQp =bX, 光栅级次和可编程光栅分析仪 K:^0*5Y-k S@g(kIo]
~GcWG4 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。 I _gE`N uaz!ze+ |-;VnC&UY 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 j8nkNE]& LM+d3|gSV tt#dO@G#Fe 设计与评估结果 QZtQogNy# 相位功能设计 Kk*8 结构设计 S8Y\@C?5 TEA评价 l&}}Io$?@
FMM评估 [h8s0 高度标度(公差) I~:gi@OVV v+I-*,R 通用设置 #=VYq4B= !sSq 4K IrMB=pWo 提供多次运行文档,允许用户执行任意数量的设计,并提供根据特定标准筛选结果的选项。 r fzNw 通过这种方法获得了以下三个结果:我们将对其进行进一步评估。 z DU=2c4W9 9Msy=qvYG TL)*onA9 纯相位传输设计 9}u,`& yIrJaS-
]8}51y8 iaCV8`&q% 结构设计 xM(H4.< Dnl<w<}ZU:
!?(7g2NP) 8;V9%h`P> 8!rdqI 更深的分析 !
5NuFLOf •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 ZZ7qSyBs? •可以利用这一点来纠正零阶不期望的效率,从而改善均匀性。 __2<v?\ •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 7jgj;% IHYLM;@L
jx]P: ] T*f/M 使用TEA进行性能评估 xEp?|Q$ fEX=csZ86
l6y}>] qh:Bc$S 使用FMM进行性能评估 Aeb(b+= sl `jovT[Y
u0c}[BAF v6s,lC5qR 进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 L23}{P BtZ]~S}v
1^4:l!0D EU %,tp 进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 Ic9L@2m BG+i tyH
?B1Zfu0 _r*\ BM8y 进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 Y @p<f5[c I I+y
W&IG,7tr ujZ`T0 VirtualLab Fusion技术 x}yl Rg`[ :<t=??4m
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