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2022-09-06 08:32 |
非近轴衍射分束器的设计与严格分析
"ORzWnE4U 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。 4Kp L>'Q= a%,fXp>
2wpjU&8W! 3P=w =~e 设计任务 :iCM=k >Wi s.e%b 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 2hOPzv&B e1 a*'T$z
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{[f,J; R9dP ,<2 光栅级次分析模块设置 [B/0-(? 4,1oU|fz
WR.x&m> 使用常规的分束器会话2编辑器,VirtualLabFusion提供了一个指导工具,允许用户一步一步地指定所有影响分束器设计的参数。 F|eu<^"$ H h8}8Lp(/'
&sOM>^SAD =I4.Gf"~f Z!\@%`0$ 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。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。 }=GM?,7b 3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。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。 w=J4zkWk [8]m8=n
c~tAvDX 衍射分束器表面 }B)jq`a?|\ WcGXp$M
,b'4CF l]5% 为了进一步评估,使用了通用光栅光学设置,其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪,以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 [&VxaJ("3 ?SX_gYe9
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0=[0|`x Npa-$N&P{S 衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) ^
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vjTwv+B" ]h@{6N'oNS 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。 Dd/}Ya(Gi 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,。 !<Z{@7oH 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。 `"Dy%&U _T~H[&Hl
XZO<dhZX: 2V$9ei6 光栅级次和可编程光栅分析仪 QkX@QQT?
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U42\.V0 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。 c!D> {N
WEC-<fN|Y\ !#.vyBK# 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 TN ci.'] faVS2TN4 V_]-`?S 设计与评估结果 相位功能设计 Yq;&F0paK 结构设计TEA评价 {Gkn_h-^ FMM评估 高度标度(公差) dofR)"<p,^ Y n>{4BZ># 通用设置 n4*'B* liG~y| Qa?QbHc 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。 tJ>d4A;8x 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。 jr1Se9u D AIfk"2 纯相位传输设计 ^'Zh;WjI7 ro]L}oE+
bV7QVu8 ^K>pT}u 结构设计 \[E-: +-k`x0v
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`S Vx(;|/: JOHp?3 "4 更深的分析 L4mTs-M. •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 ~$ WQ"~z •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'c> •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 g[<uwknf 2 ^ kn5
%>NRna 73#9NZR 使用TEA进行性能评估 =z%s8D2 Ug`
A3!2"}L lc-*8eS 使用FMM进行性能评估 pb=HVjW< U#l.E1Z
CY\mU_.b t9n'! 进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 lZ+/\s,]| o}W7.7^2
m&{rBz0 '4Y*-!9 进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 'jwTGT5x xKisL=l6Y
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