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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 ,=ICSS~9l Vz,WPm$I 直接设计非近轴衍射分束器仍然是一个挑战。由于衍射角相当大,元件的特征尺寸与工作波长在相同的数量级上。因此,设计过程超出了近轴建模方法。因此,在这个例子中,迭代傅里叶变换算法(IFTA)和薄元素近似(TEA)用于衍射元素的初始设计结构,和傅里叶模态方法(FMM)随后应用于严格的性能评估。 5_O.p3$tV FJ!>3V;}
&sKYO<6K} 8sIGJ|ku 设计任务 X}Csl~W8in O{4m-; 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 m1<B6*iG" J>'o,"D
`?$R_uFh: v3/cNd3 光栅级次分析模块设置 7}#vANm dYsqF
3f SAoqq 使用常规的分束器会话2编辑器,VirtualLabFusion提供了一个指导工具,允许用户一步一步地指定所有影响分束器设计的参数。 j`
x9z_ s 2$R2,
g&za/F ,aN/``j= _S[H:b$? 1. 通过应用设计带中的结构设计,所得到的传输函数可以转换为结构轮廓。 wS5hXTb" 2. 对于此转换,使用了薄元近似(TEA)。因此,所得到的结构与初始相位函数成正比。 CeZ5Ti?F 3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 JE j+> 4. 要在不同的模拟场景中使用这种结构,需要从组件内部获取实际的采样表面或指定的堆栈。 _3E7|drIX G ;z2}Ei
ecFI"g 衍射分束器表面 h8h4)>: [W2p }4(
mrJQB I+ ve.4""\a 为了进一步评估,使用了通用光栅光学设置,其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪,以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 k/LV=e7 Jd%#eD*k9
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$v^F>*I1 xJ3#k; 衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) [qy@g5` [$V_qFv{
"#9WF} x,>=X`T 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。 mr/^lnO 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,。 hA"N&v~ 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。 ]y(#]Tw\ 9(iJ=ao (
7' 6m;b~F tf/ f-S 光栅级次和可编程光栅分析仪 KavRW.w ,og@}gOMB
"_(o% \"7 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。 weu'<C 0zEn`rq& n3)g{K^ 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 UyJ5}fBJ _2TIan} 2L,e\]2Z 设计与评估结果 F"bbU/5 相位功能设计 2V 结构设计 =}V`O> TEA评价 S'A~9+ FMM评估 ];< [Cln% 高度标度(公差) hwO]{)% *+J&ebSTN 通用设置 doe[f_\ Ck[Z(=b$$: xi.;`Q^# 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。 !|`YNsR 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。
:Ct}||9/ Z1>pOJm qV(Plt% 纯相位传输设计 mp5]=6~:m KcSvf;sx
)`U T#5 Pajr`gU 结构设计 =XYfzR HFf|
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V^f'4*~' }b+=, Sc" J"SAA0)@ 更深的分析 bhg"<I •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 *EDzj& •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。 R!,RZ?|v •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 "#p)Z{v"! U2K>\/ -~
xxedezNko "r|O / 使用TEA进行性能评估 4[5Z>2w a#mdD:,cF
aoCyYnZD H{+U; 6b 使用FMM进行性能评估 mWigy`V^~ U"ga0X5
O[8Lp? 8Y4YE(x5 进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 cOS|B1xG i/WYjo
<iTaJa$0m ?B[Z9Ef"8l 进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 .kBAUkL: T$'Ja'9Kj
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进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 ) .#,1 mjH8q&szf
^D6 JckW HeR-;L VirtualLab Fusion技术 _tYt<oB~% AU)Qk$c
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