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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
*')g}2iB 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。 i"=6n>\ a []Iz8*6e
H"|xG;cf iB[>uW 设计任务 (0s7<&Iu v?zA86d_ 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 -TKS`,# p F\~T>
8'Dp3x^W> k0IW,z% 光栅级次分析模块设置 7n*,L5%?]4 s`*
'JM< ]3tg|?%B 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。 P(I`^x ,1'9l)zP
Fy|tKMhnc 70,V>=aJ 5mB%Xh;bg 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>9~JHB 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。 9] /xAsD |;2Y|>=
ZD{%0uh 衍射分束器表面 qd*3| O^ )3<|<jwcx
ji(W+tQ2Y' /C(lQs*l 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。 QjH;'OVt :TU;%@7
,]?Xf> ,L#Qy>MOb
8Xpf|?. \u@4eBAV 衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) tydD~a hS]g^S==2h
Le3H!9lbc ,4oYKJ$+h 一般光栅组件提供了薄元近似(TEA)和傅里叶模态方法(FMM)作为解决模型给定的光栅。 M,]C(f> 薄元近似通常产生更快的结果,当结构小于波长的5倍,可能有精度问题,。 b_=$W 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。 &7* |rshZ USz|Rh
9"mOjL K#bd b 光栅级次和可编程光栅分析仪 `f.okqBAh XMb]&VvH
bJc<FL<E 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。 K_/8MLJQ >|%dN
jf@Q / fBi9=}+ 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 UhuEE *,$cW,LN 1iWo*+5 设计与评估结果 相位功能设计 y,{=*2Yt 结构设计TEA评价 dQ6:c7hp>D FMM评估 高度标度(公差) uq<kT [ P" +!mSe^~ 通用设置 D<}z7W- *0>![v :;[pl|}tM 提供多次运行文档,允许用户执行任意数量的设计,并提供根据特定标准筛选结果的选项。 Ay7I_"% 通过这种方法获得了以下三个结果:我们将对其进行进一步评估。 =zw=Jp <<#-IsT 纯相位传输设计 lej-,HX (_S`9Z8=
gycjIy@t aRSGI ja<L 结构设计 *?|LE
C *a_U2}N
-2NXQ+m ; Oax*3TD nulCk33x'= 更深的分析 @c&}\#; •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 8bQ\7jb •可以利用这一点来纠正零阶不期望的效率,从而改善均匀性。 @<]sW*s •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 GT$.#};u 3vx5dUgl,
ks92-%;: E(J@A'cX 使用TEA进行性能评估 Tb~|p_;o e>yPFXSk
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utY4 进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 ~)5NX
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Co|3k:I 8 "B18|#v 进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 '@4Myg* b HgH\2QL3&
Yj%hgb:) wOW#A}m'vj 进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 3khsGD@ q-7C7q
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