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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 !"QvV6Lq\ ! $8 e6 直接设计非近轴衍射分束器仍然是一个挑战。由于衍射角相当大,元件的特征尺寸与工作波长在相同的数量级上。因此,设计过程超出了近轴建模方法。因此,在这个例子中,迭代傅里叶变换算法(IFTA)和薄元素近似(TEA)用于衍射元素的初始设计结构,和傅里叶模态方法(FMM)随后应用于严格的性能评估。 7y'2 p;9"0rj,z
5Z*6,P0 Hn!13+fS 设计任务 |#`qP^E L~>~a1p! 使用近轴近似的衍射1:7×7分束器的初步设计通过严格分析,进一步优化零阶均匀性和影响 #>dj!33 Z+G/==%3#,
k^*S3#" q!\4|KF~ 光栅级次分析模块设置 qjmlwVw 6ly`lu9 L/2,r*LNx$ 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。 o==:e )lrmP(C*.a
^K'@W yJ?S7+b eNX!EN(^ 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。 h@yn0CU3. 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。 /V$U%0 3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 YzVhNJWpw 4. 要在不同的模拟场景中使用这种结构,需要从组件内部获取实际的采样表面或指定的堆栈。 E]dmXH8A M.?[Xpa
6#(==}Sm+ 衍射分束器表面 R-J^%4U`7 2c1L[]h'
&Na,D7A:3I H[D<G9: 为了进一步评估,使用了通用光栅光学设置,其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪,以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 yttaZhK^u <S68UN(Ke
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LeaJ).Maw SZ(]su: 衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) m< Y I} 1V:I}~\
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p'h$ 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。 Zi=/w 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,。 P+bA>lJd 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。 "kd)dy95H h'ik19
]+A%37 O QGKH6q 光栅级次和可编程光栅分析仪 -+{<a!Nb bYAtUEv
?!HU$> 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。 T7~H|% cPy/}A Mqv[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 B-UsMO }\0ei(%H .bY
R 设计与评估结果 {;vLM*
' 相位功能设计 gE: ?C2 结构设计 n#^ii/H TEA评价 Hg5:>?Lw@ FMM评估 HT
."J 高度标度(公差) $Da?)Hz'F ( 4(," 通用设置 OXJ'-EZH H)+QkQb} Kk`LuS? 提供多次运行文档,允许用户执行任意数量的设计,并提供根据特定标准筛选结果的选项。 gVNoC-n) 通过这种方法获得了以下三个结果:我们将对其进行进一步评估。 ny1;]_X_ ,49Z/P Xz`0nU 纯相位传输设计 `vZX"+BAh Qk72ra)
o$Ju\(Y$<+ ^B:;uyG]M 结构设计 -}3nIk<N _ee<i8_Va
Q[{RNab MXiQWg$ R$X~d8o>% 更深的分析 "+E\os72| •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 s'|t2`K(" •可以利用这一点来纠正零阶不期望的效率,从而改善均匀性。 X,{ 3_ •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 S$ffTdRz tI)|y?q
5] LfJh+"n m?kyAW'| 使用TEA进行性能评估 $,P:B%] .$@+ /@4
NfUt\ p* k!Q{u2 使用FMM进行性能评估 @VPmr}p:{ Yt?]0i+
/,`OF/% e3ce?gk 进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 zz
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^e=G} N^ u"4B5D 进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 G[1\5dK*uR c]zFZJ6M
hD=.rDvO j+@3.^vK 进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 uFhaN\S ^=5x1<a9$
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