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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 ;iiCay37F <w^u^)iLy1 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。 0V3dc+t)O rn)Gx25
.@)vJtH) #[jS&rr( 设计任务 o~XK*f=( 5{b;wLi$X2 使用近轴近似的衍射1:7×7分束器的初步设计通过严格分析,进一步优化零阶均匀性和影响 phH@{mI aC}\`.Kb
nBk&+SN q~9-A+n 光栅级次分析模块设置 E:8*o7 J*rYw5QB +ytP5K7 使用常规的分束器会话2编辑器,VirtualLabFusion提供了一个指导工具,允许用户一步一步地指定所有影响分束器设计的参数。 eaf-_#qb m:)&:Y0 (a
>gp53\ a,oTU\m
C \Vx^u}3O 1. 通过应用设计带中的结构设计,所得到的传输函数可以转换为结构轮廓。 s\ C ,5 2. 对于此转换,使用了薄元近似(TEA)。因此,所得到的结构与初始相位函数成正比。 "yQBHYP 3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 A4f"v)vM 4. 要在不同的模拟场景中使用这种结构,需要从组件内部获取实际的采样表面或指定的堆栈。 .Qrpz^wdt |j0_^:2r=
s\mA3t 衍射分束器表面 HY5R CsZm8oL$
[j/|)cj hiVa\s 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。 8i[TeW" @H`jDaB9
K*5gb^Ul zlEI_th:~
a&JY x 8gNTW7W/ 衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) _0$>LWO~ h.R46 :
gN<7(F `WH$rx! 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。 pv0|6X?J" 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,。 RTlC]`IGT 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。 ~OX\R"aZBW a%c <3'
@}6<,;|DQ s~Ivq+ipr; 光栅级次和可编程光栅分析仪 *e [* 1f+A_k/@
<|k :% 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。 U<&=pv &*/= `=:C8 \\ItN 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 KgM|:' ZgEV-.>P @,oc%m 设计与评估结果 wowf1j- 相位功能设计 `scW.Vem 结构设计 sT1k]duT TEA评价 $s=` {v v FMM评估 nmn/4> 高度标度(公差) [nHN@p| yg8= G vO 通用设置 u\ 7Y_`8 `#iL'ND[ T"htWo{v> 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。 +mBS&FK 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。 &i3SB[| "gNi}dB<] #m{(aa9; 纯相位传输设计 ^`#7(S)a/ @nwVl8
#f(tzPD ;/V])4= 结构设计 e%pohHI V?yQm4
DXD+,y\= $yU}56(z~ ;g8v7>p 更深的分析 *\#<2 QAe •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 [L-wAk:Fb •可以利用这一点来纠正零阶不期望的效率,从而改善均匀性。 ^7>~y( •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 G)YmaHeI;[ 1E!.E=Y?M
#*9 |\ Ln6emXqw 使用TEA进行性能评估 .= ~2"P %h0BA.r
H/`@6, j ZYY~A_C 使用FMM进行性能评估 wKdWE`|y %VB4/~ "
Zc38ht\r; Jm)7!W%3 进一步优化–设计#1的零阶阶次优化
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0X J|#% }9U_4k
n|WSnm,W 4 5wqX h 进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 WF~x`w&\ kLF3s#k
\kKd:C{ Qt\:A!'jw 进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 6qmV/DL XySkm2y
I+W,%)vb F@ |( VirtualLab Fusion技术 HD{u#~8{ Z$c&Y>@)
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