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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
f3;[ZS 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。 2n"-~'3\ D!,'}G#
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5TgQ, \]FPv7! 设计任务 2UR1T~r mJ8EiRSE 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 JrxQ.,*i G_WFg$7G%
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W@E 2*W|s7cc 光栅级次分析模块设置 U8aNL
sw Nn0j}ZI)1 >z3l@ 使用常规的分束器会话2编辑器,VirtualLabFusion提供了一个指导工具,允许用户一步一步地指定所有影响分束器设计的参数。 H H3Z?g rZAP3)dA
-f'&JwE0= z3^gufOkQ F.Bij8\ 1. 通过应用设计带中的结构设计,所得到的传输函数可以转换为结构轮廓。2. 对于此转换,使用了薄元近似(TEA)。因此,所得到的结构与初始相位函数成正比。 RP^L.X(7^ 3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。4. 要在不同的模拟场景中使用这种结构,需要从组件内部获取实际的采样表面或指定的堆栈。 tPk>hzW O*F= xG
TPj,4&| 衍射分束器表面 Zirp_[KZ% D7IhNWrgj
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Ese-la 为了进一步评估,使用了通用光栅光学设置,其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪,以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 cI6Td*vM -lfbn=3
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>2'A~?% 6m:$RW 衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) U$=Z`^< >qMzQw2
X2 <fS~m e=!sMWx6 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。 *I9O63 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,。 ihct~y-9W 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。 Tj2pEOu #/t+h#jG
'~{kR=+ I,/E.cRV< 光栅级次和可编程光栅分析仪 +wGvYr
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R_80J=%0 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。 $}H,g}@0 \Jwc[R&x (V}?y:) 使用可编程光栅分析仪,用户可以指定应计算的值。例如:总效率、均匀性误差、0阶效率 (F#2z\$; !Ks<%;
rb |lIgvHgg 设计与评估结果 相位功能设计 `Gg,oCQg 结构设计TEA评价
(s51GRC FMM评估 高度标度(公差) wO]H+t yx<-M 通用设置 [t?:CgI)E 'kJyE9*xU. ~'Korxa 提供多次运行文档,允许用户执行任意数量的设计,并提供根据特定标准筛选结果的选项。 OP``+z> 通过这种方法获得了以下三个结果:我们将对其进行进一步评估。 C)cuy7< cf\GC2+"^$ 纯相位传输设计 $b) k i@=(Y~tD`
;IT'6m`@W z|<?=c2P 结构设计 BtF7P}:MGf P(p|NRD@1
,}^FV~ .sZ"|j9m 1/=6s5vS} 更深的分析 q^}iXE~ •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 5_rx$avm •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。 !3ji]q;uF •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 h\|T(597. 2t3)$\ylQp
^aqBL <,t6A?YoMP 使用TEA进行性能评估 -{p~sRc& g9F?j
Dd:48sN:Jq K{iC'^wP 使用FMM进行性能评估 "i\^GK= %d0BQ|
*3(mNpi{_ PSU}fo 进一步优化–设计#1的零阶阶次优化
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2GRv%:rZ 5?>ES* 进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 (J.U{N v *$Z?Owl7
&iaS3x &Y2Dft_K 进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 D1wONss 7J|nqr`>t
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