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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 zT2F&y
q KLj 4LOs 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。 (0Zrfu^ H,01o5J
5n-9#J$ 0#2T0zk 设计任务 &! 5CwEIF ^M[-K`c } 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 z|taa;iM {yul.m
I%.jc2kK I 0x`H)DA 光栅级次分析模块设置 dVjcK/T< A8CIP:Z g!~-^_F 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。 58a)&s[+
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YMd&To 0s }L{_xyi># ?HEo9/ *7 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。 #VP-T; Ahe 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。 w%%6[<3% 3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 .YnP%X= 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。 RPofa+ UeutFNp
P 'FPe55F 衍射分束器表面 Q6e'0EIKC 6&/ Ew4 e
@U 7#, G 24.7S LXO 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。 }R?v"6aBS +aXMH T"U
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G8jCz ~{3o(gzl 衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) 6_ 33*/>=c w|K(>5nz
0k .# 2\$WP-)% 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。 g z)wUQ|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,。 -E,{r[Sp 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。 a{%52B" JaB tX'
2s]]!{Z# "`V"2zZlj 光栅级次和可编程光栅分析仪 y~#R:&d" K2cp f
,/[dmoe 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。 =%#$HQ= )U/@J+{{ b@Mng6R 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 GakmROZ@9 eaZ)1od (d GM;Dq8 设计与评估结果 zwniS6R1 相位功能设计 CoKj'jA 结构设计 X<@y*?D9D TEA评价 X&;] FMM评估 }fa%JN %E 高度标度(公差) L3hxe]mr h9)]N&07b 通用设置 s].'@_~s (<:rKp a_}BTkfHa 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。 ZF11v(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。 yg]nS<K~4 bCac.x#jo fv 1!^CDia 纯相位传输设计 #mz,HK0|aC Zia|`}peW
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_Rl *M\i4FO8 结构设计 LF3GVu, 4'4s EjyA
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&lMgh 更深的分析 >i#_)th"U! •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 tV}ajs •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。 ]mLTF',5 •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 jP7+s.j> Hh'14n&W
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W .WPR}v,.Z 使用TEA进行性能评估 w]P7!t gm%bxr@X~
S5[RSAbf*t KA*l6`( 使用FMM进行性能评估 B,na (P52KD[A[
FOnA;5Aa a^)4q\E 进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 kjKpzdbD OTjryJ^
YPJx/@Z` CR8r|+(8 进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 =A&*SE o5 yp/V8C
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&[WE7wf %Fm;LQa ] 进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 ';T5[l, ~esEql=Q3'
E1 gTrMo ~9'4w-Sy VirtualLab Fusion技术 3[O =2 #WmAkzvq
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