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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
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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。 k
N+( LfApVUm BxU1Q& Z(eSnV_RL 设计任务 >cb
gL% 5XHkRcESZ 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 (c2\:hvy pH[lj8S O :^[4$~ 5aNDW'z`f 光栅级次分析模块设置 8|GpfW3p2 ;I'/.gW;{ >6 #\1/RP 使用常规的分束器会话2编辑器,VirtualLabFusion提供了一个指导工具,允许用户一步一步地指定所有影响分束器设计的参数。 V1`|j 88j
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] E=NY{| > }0RFo96)v 1. 通过应用设计带中的结构设计,所得到的传输函数可以转换为结构轮廓。2. 对于此转换,使用了薄元近似(TEA)。因此,所得到的结构与初始相位函数成正比。 &:*+p-!2< 3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。4. 要在不同的模拟场景中使用这种结构,需要从组件内部获取实际的采样表面或指定的堆栈。 f4_G[?9, G |^X:+ 5.#9}] 衍射分束器表面 z:5ROlk0 5I,X#}K[ s=
fKAxH /nFw 为了进一步评估,使用了通用光栅光学设置,其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪,以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 8-ssiiJ}gh jt--w"|-r o7XRa]O EIQy?ig86 Zr;=p"cXr ;@
X 衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) 1I_q3 { ]#.&f]6l z{L;)U B^ nF$)F?|| 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。 b.*4RL 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<JP9t6Qd 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。 ss8v4@C i6 ?JX@I 7=A9E]: >8O=^7 光栅级次和可编程光栅分析仪 N-YZ0/c NV4W2thYo '|N4fbZd 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。 F)kLlsp SfSEA^@| 6G$tYfX 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 7h/Q;P5 ^>{;9lo< !DL53DQ# 设计与评估结果 相位功能设计 Ytwv=;h- 结构设计TEA评价 XPo'iI- FMM评估 高度标度(公差) GSnHxs) \1C!,C 通用设置 G$9|aaf`1# ,<r 3Z$G n12c075 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&]<;N_B 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。 ~<[5uZIo Ny7=-]N4{" 纯相位传输设计 dS_)ll.6z NZW)X[nXM qq3Qd,$Z 2X c 结构设计 `oRs-,d|< ,bp pM )K%O/H (DP9& b #]a51Vss 更深的分析 B%:9P •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 3=|2Gs?ut •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。 }\L!;6oy •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 a{Hb7& cPaWJ+c 53*, f lF"(|n"R 使用TEA进行性能评估 v[DbhIXU p't:bR )^>XZ*eK !v4j`A;% 使用FMM进行性能评估 AD%D ,l
{%~4RZA o"}&qA; IgR"euU 进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 KW7?: x 3?Eoj95w! 8u5
'g1M ~& WN)r'4y 进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 sqpOS!] 46P6Bwobh &<|-> *v K_+;"G 进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 b801OF `=}UFu
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