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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
bQE};wM, 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。 y@ ML/9X8q ]NjX?XdX<
pM x aF)1Nm[ 设计任务 &?VQ,+[< `%CtWJ(e 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 c#a@n 4 L~_9_9c
4/mig0"N. cS>e? 光栅级次分析模块设置 OH;b"] Nqw&< x+ TS /.`.gT 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。 NXwz$}}Pp %R@X>2l/_
Lk~ho?^` , 3,gG" 6WV\}d: 1. 通过应用设计带中的结构设计,所得到的传输函数可以转换为结构轮廓。2. 对于此转换,使用了薄元近似(TEA)。因此,所得到的结构与初始相位函数成正比。 =jSb'Vu| 3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。4. 要在不同的模拟场景中使用这种结构,需要从组件内部获取实际的采样表面或指定的堆栈。 =.y~f A! ZPiq-q
_8"O$w 衍射分束器表面 eK.e|z| y|CP;:f;
f-}[_Y%; -cZDGt 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。 yMyE s 8 f&}k^>N#3
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~GTz:nC* =3q/F7- 衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) GN-mrQo P/xKnm~
hfnN@Kg?B} '6Ay&A3N] 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。 (:._"jp] 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,。 io,M{Ib 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。 J\d3N7_d Yiry["[]Q
m<{<s T r)Ap8?+ 光栅级次和可编程光栅分析仪 s_x:T<] ~\=1'D^6CK
d@ Y}SWTB 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,+I2tEs )N=NR2xBZ oo.! .Kv 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 e_s&L,ze #[zI5)Meh YGv<VOWG2 设计与评估结果 相位功能设计 RQ'exc2x0 结构设计TEA评价 D|rFu FMM评估 高度标度(公差) , #U.j Hu.t 3:w 通用设置 0@G")L
Ue0 S|apw7C G2t;DN( 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。 5WC+guK7 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。 /I)yU>o [F*.\ 纯相位传输设计 '|S%aMLZ) pX&pLaF
v-yde>( T.Ryy"%F 结构设计 .q[SI$qO/ X>NhZ5\
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emK$`9 `)GrwfC 更深的分析 PZ{Dv'C •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 0{dz5gUde •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。 )K,F]fc+O •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 .pfP7weQ 3l3+A+n
S}$r>[t X@k`3X 使用TEA进行性能评估 ?T>'j mmV= BNd^qB ?
slg ]#Dy .A-]_98Z 使用FMM进行性能评估 +n<k)E@>J Ga# :P F0
qZ}P*+`Q Gm9hYhC8 进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 1Ab>4UhD OiE;B
g.'yZvaP ]8icBneA~' 进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 P(XaTU&- }0u8r`
(9<guv K_2|_MLlZ 进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 X{we/'> yU8{i&w4
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