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infotek 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,:  
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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  
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设计任务 &dG^M2g-F  
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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  
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光栅级次分析模块设置 x~Dj2 F]  
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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?$P  
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1. 通过应用设计带中的结构设计,所得到的传输函数可以转换为结构轮廓。 6qSsr]  
2. 对于此转换,使用了薄元近似(TEA)。因此,所得到的结构与初始相位函数成正比。 7,zE?KG /  
3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 t.#ara{  
4. 要在不同的模拟场景中使用这种结构,需要从组件内部获取实际的采样表面或指定的堆栈。 ^YJ%^P  
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衍射分束器表面 *M/ :W =,t  
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为了进一步评估,使用了通用光栅光学设置,其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪,以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 _+X-D9j(l  
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衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) W>5[_d  
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 一般光栅组件提供了薄元近似(TEA)和傅里叶模态方法(FMM)作为解决模型给定的光栅。 +I?k8 ',pi  
 薄元近似通常产生更快的结果,当结构小于波长的5倍,可能有精度问题,。 f> bL }L  
 傅里叶模态方法允许一个严格的模拟,但需要更高的数值计算。 rzs-c ?  
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光栅级次和可编程光栅分析仪 K:^0*5Y-k  
S@g(kIo]  
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光栅级次分析仪提供了所有衍射阶的效率的概述,作为许多可能的输出。 I _gE`N  
uaz!ze+  
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使用可编程光栅分析仪,用户可以指定应计算的值。例如:总效率、均匀性误差、0阶效率 j8nkNE]&   
LM+d3|gSV  
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设计与评估结果 QZtQogNy#  
相位功能设计 Kk*8  
结构设计 S8Y\@C?5  
TEA评价 l&}}Io$?@  
FMM评估 [h8s0  
高度标度(公差)
I~ :gi@OVV  
v+I-*,R  
通用设置 #=VYq4B=  
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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  
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纯相位传输设计
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结构设计 x M(H4.<  
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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$  
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使用FMM进行性能评估 Aeb(b+=  
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u0c}[BAF  
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进一步优化–设计#1的零阶阶次优化  L23}{P  
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进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 Ic9L@2m  
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进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 Y @p<f5[c  
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VirtualLab Fusion技术 x}yl Rg`[  
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