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    [技术]VirtualLab Fusion应用:非近轴衍射分束器的设计与严格分析 [复制链接]

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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2024-12-04
    摘要
    #vvQ 1ub  
    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。 Ba]^0Y u  
    x]jJ  
    设计任务 S9S%7pE  
    %$SO9PY  
    $ #F7C[2N  
    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
    ,hXhcfFl  
    l)( 3]  
    光栅级次分析模块设置 $2gZpO|  
    W%^;:YQ9i  
    使用常规的分束器会话2编辑器,VirtualLabFusion提供了一个指导工具,允许用户一步一步地指定所有影响分束器设计的参数
    '#@tovr  
    R8<P}mv  
    1. 通过应用设计带中的结构设计,所得到的传输函数可以转换为结构轮廓。 L)j<;{J/Q0  
    2. 对于此转换,使用了薄元近似(TEA)。因此,所得到的结构与初始相位函数成正比。 Mi&jl_&  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 f 8836<c  
    4. 要在不同的模拟场景中使用这种结构,需要从组件内部获取实际的采样表面或指定的堆栈。
    ^N:bT;;$nZ  
    衍射分束器表面 vmK`QPu 2  
    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。 |jE0H!j  
    ww$Ec  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) 2uM\?*T@  
    I9;,qd%<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。 &S+o oj  
     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,。 $:SSm $k  
     傅里叶模态方法允许一个严格的模拟,但需要更高的数值计算。
    2io~pk>  
    _iZ_.3 Ip  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 &x<y4ORH|  
    Ub-q0[6  
    &)v}oHy,m  
    设计与评估结果 &a bR}J[  
    相位功能设计 8[xl3=  
    结构设计 sW]fPa(cn,  
    TEA评价 v)J(@>CZ[  
    FMM评估 :J6lJ8w ?  
    zyi;vu  
    通用设置 .7|Iausv  
    提供多次运行文档,允许用户执行任意数量的设计,并提供根据特定标准筛选结果的选项。 s'JbG&T[J  
    通过这种方法获得了以下三个结果:我们将对其进行进一步评估。 wPrqFpf  
    8rY[Q(]  
    纯相位传输设计 Cmj+>$')0  
    $I }k>F  
    r>ca17  
    结构设计 r`GA5 }M  
    A$Ok^  
    sw$$I~21  
    更深的分析 K)[DA*W  
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 g,] GzHV1  
    •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/' t1  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 dcbE<W#ss  
    ].r~?9'/  
    使用TEA进行性能评估 N(=Z4Nk5  
    hX9vtV5L  
    nBJ'ak   
    使用FMM进行性能评估 * faG0le  
    #)PAvBJ;m  
    4(D/~OG-6  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 5Sv;a(}  
    WCUaXvw  
    SA[wF c  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 w9]HJ3qi  
    qbD>)}:1  
    )]M,OMYq-  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化
     
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