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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 MffCk!] OFmHj]I7= 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。 9`
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J$5G8<d> NqD Hrx 设计任务 ~x/ka43
!sEhjJV^7 使用近轴近似的衍射1:7×7分束器的初步设计通过严格分析,进一步优化零阶均匀性和影响 L(cKyg[R hcRe,}wJ
}uC]o@/ ,Eh]Zv1AE 光栅级次分析模块设置 e1E_$oJP 8!!h6dQgI 3{t[>O; 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。 *` wz v0! 1W
H25Qx;(dTk 3(|,:"9g U{Oo@ztT 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。 /5"T46jD 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。 ma@V>*u 3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 [kqtkgK$j2 4. 要在不同的模拟场景中使用这种结构,需要从组件内部获取实际的采样表面或指定的堆栈。 }2e s" .I_<\h7
Y/I)ECm 衍射分束器表面 %xG<hNw/ |ka/5o
t2OBVzK 0%[IG$u)| 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。 EmrkaV-?k 73.+0x
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}e75=x 9$e$L~I#u 衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) FvPWS!H PH:5
{D..(f1*u y9/nkF1p 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。 hLuv 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,。 (>ze{T| 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。 @~|;/OY>" ^,ISz-4
F7*)u-4Yn .*9u_2< 光栅级次和可编程光栅分析仪 52Lp_M u*I'c2m
46e?%0( 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。 dm=?o uQx/o^ .uS`RS8JM 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 3T0-RP* n-jPb064 4TPdq&';C: 设计与评估结果 Haktr2I 相位功能设计 C,eP!_O 结构设计 RC1bTM TEA评价 N*&T)a FMM评估 Z#Nw[>NN* 高度标度(公差) M@h"FuX: 1 /{~t[*. 通用设置 zz(|V )~R[aXkvY V?G%-+^ 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。 =:w,wI. 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。 i6n,N)%H \a|~#N3? fvH{va. 纯相位传输设计 612,J Ot\[Ya''
a$Ud" C^4,L
\E 结构设计 )}N:t:rry {'M/wT)FeC
#'>)?]tn 0%L:jq{5 GfK%UZ$C 更深的分析 \rxjvV4fcZ •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 YzG?K0O% •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。 ([rn.b] •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 uQdy (T pnJq
j][&o-Ev 4Ps;Cor+ 使用TEA进行性能评估 1irSI,j%z rm3/R<
sPW:[ :P2!& W 使用FMM进行性能评估 KyVzf(^ `Rt w'Uz
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进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 K*DH_\SPK S{&%tj~U
{vW0O &[ b,+KXx 进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 `!I/6d?A dz/@]a
N]iarYc |?^qsnB 进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 J>T98y/)) nZ'jj S[!
4<UAT|L^` GEVDXx>@ VirtualLab Fusion技术 .EHq.cde v8 =#1YB;
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