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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
Ttj5%~ 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。 >D;hT*3 5xHiq&d.E yi?&^nX@9, PS22$_} 设计任务 $g};u[y y{]%, 使用近轴近似的衍射1:7×7分束器的初步设计通过严格分析,进一步优化零阶均匀性和影响 XL3h ;$, Td
>k \< "p{'984r< t_rDXhM 光栅级次分析模块设置 ;^*!<F%t9R zOOX>3^ f tPw6 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。 YM|S< #0D.37R+k }(K6 YL S\ZAcz4 SA1/U 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。 d/>,U7eS[+ 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。 +CT$/k 4g9b[y~U }$1;< 衍射分束器表面 '5U$`Xe1 SEIu4
l$E af(JoX*U jTr4A-" 为了进一步评估,使用了通用光栅光学设置,其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪,以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 )1}g7: =>
=x0gsgj ELF`uWGE )X;cS}
yp I uj=d~|> ?ljod6 衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) 1qe^rz| X);Zm7 ue"?S6 &2=KQ\HO 一般光栅组件提供了薄元近似(TEA)和傅里叶模态方法(FMM)作为解决模型给定的光栅。 #cG479X" 薄元近似通常产生更快的结果,当结构小于波长的5倍,可能有精度问题,。 !(K{*7|h 傅里叶模态方法允许一个严格的模拟,但需要更高的数值计算。 ;-GzGDc~0 aX)./ .p(l+ ,nR8l 光栅级次和可编程光栅分析仪 5Y=\~,%\oH "q^'5p] j(C
UYm 光栅级次分析仪提供了所有衍射阶的效率的概述,作为许多可能的输出。 m`IQ+,e MW~B[%/ v-fi9$#^ 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 K]!u@I* K" ;sR6dT) 8]":[s6x 设计与评估结果 相位功能设计 0"psKf' 结构设计TEA评价 qmeml_(W FMM评估 高度标度(公差) gQ=POJ=G 36x:(-GFq 通用设置 7E3SvC|M ]Y&)98 ,i?!3oLT 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。 DsJn#>?Kh 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。 ;c-
]bhBB K6{bYho 纯相位传输设计 pJIE@Q|hi Vt=(2d5:p ob0 8xGj b]<HhU 结构设计 j'Y"/< ZoON5P> 72ViPWW @" 0tW: 'gZbNg=&[ 更深的分析 04guud } •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 XyM(@6,' •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。 BU:Ecchbr •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 r7"A u" XMEK5Z9Dd I\rZk9F [j}7 @Mr`\ 使用TEA进行性能评估 |\%F(d330 AuDR |;i :#w+?LA* 3Wb2p'V7$? 使用FMM进行性能评估 *$Lz2 ] |3,yq^2 ,t%CK!8 Vv]$\`d# 进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 |Sr\jUIWn 2rO)qjiH J7ktfyQ0W BLwfm+ m" 进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 PPCTc|G Y$x"4=~ w.D4dv_H VPM|Rj:d 进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 X"k^89y$ ?UZ$bz
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