infotek |
2025-03-10 08:06 |
非近轴衍射分束器的设计与严格分析
摘要 +^3
*Y"6Z ,B$e'KQ 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。 J=B,$4)9 V"5LNtf
ESi-'R& S#l)|c_~ 设计任务 +t}<e( O6]X\Cwj% 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 N:UA+ ~QU\kZ7Z
:tp{(MF \4n9m 光栅级次分析模块设置 [-h=L
Jf# Ae'N1V m_b_)/ 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。 <zp|i#~ QA#Jx
tx]!|x" F ZqfoO!Ta $}.#0c8I 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。 !uN_<! 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。 6&L8{P 3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 crU]P $a 4. 要在不同的模拟场景中使用这种结构,需要从组件内部获取实际的采样表面或指定的堆栈。 DHh30b$c {oRR]>
Jqqt@5Ni 衍射分束器表面 0b+End#mp -XWlmw*i(g
p/Ri|FD6 ;w^{PZBg 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。 6]Ri$V&" 5 0<
0ae}!LO `:5W1D(
AUPTtc`#Y E\XD~ 衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) H)NT2@%{P yYvv!w+@Q
W)2ZeH* qWw{c&{Q], 一般光栅组件提供了薄元近似(TEA)和傅里叶模态方法(FMM)作为解决模型给定的光栅。 zwdi$rM5 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,。 WxS$yUu 傅里叶模态方法允许一个严格的模拟,但需要更高的数值计算。 UE
K$ >?ckBU9
2IFEl-IB[ ;(;{~1~ 光栅级次和可编程光栅分析仪 U\UlQp? |"k+j_/+
6" |+\ 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。 z?Qt%1q
ui1h M pR7 D3Q:^7 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 jfsbvak _A=Pr_kN 6F08$,%Y 设计与评估结果 H1a<&7 相位功能设计 =l1O9/\9 结构设计 +{@hD+ TEA评价 I]0
D*z FMM评估 1n EW'F 高度标度(公差) zn/b\X/ hV[= 通用设置 btv.M ]B9Ut&mF; {%XDr,myd 提供多次运行文档,允许用户执行任意数量的设计,并提供根据特定标准筛选结果的选项。 :DR}lOi` 通过这种方法获得了以下三个结果:我们将对其进行进一步评估。 xQ@gh
( ( 992cy2,Fb p^9u8T4l1 纯相位传输设计 `Y.Q{5Y "D.`:9sk0
IjnO2X !&@!:=X, 结构设计 VVm8bl.q _.K<#S
E~'QC _J-3{a [E4#|w 更深的分析 a29rD$ •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 l|'{Cb
•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。 ?;?$\b= •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 A#8Dv&$Pr ul[+vpH9
~6O<5@k 7W `gN[* 使用TEA进行性能评估 wU)vJsOq ylBjuD+
j;_
>,\ ^{w]r5d 使用FMM进行性能评估 E>3(ff& \KT}T
q8P$Md-=b1 qo62!q 进一步优化–设计#1的零阶阶次优化
v{*# o2r)K AA
pZO`18z ;PF!=8dW 进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 dsD!)$ oJbMUEQQq
>r~!'Pd! 3F|#nq 进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 x,>r}I>^Q "L~qsFL
R3ru<u>k& Zh,{e/j VirtualLab Fusion技术 \oc* C
lekB
Fi_JF;
|
|