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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
$jh>zf 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。 T$8~9qx ~o'#AP#N~
uEGPgYY ( sLi//P?:t 设计任务 hYXZ21(K# |kNGpwpI 使用近轴近似的衍射1:7×7分束器的初步设计通过严格分析,进一步优化零阶均匀性和影响 3e6Y #]DZrD&q
{3(.c, q@ uBq3.+,x* 光栅级次分析模块设置 h4\ 6h HU[nN* dX@A%6#? 使用常规的分束器会话2编辑器,VirtualLabFusion提供了一个指导工具,允许用户一步一步地指定所有影响分束器设计的参数。 H..ZvGu %s@S|<
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2C]la n`z+ w* _6UAeZ*M 1. 通过应用设计带中的结构设计,所得到的传输函数可以转换为结构轮廓。2. 对于此转换,使用了薄元近似(TEA)。因此,所得到的结构与初始相位函数成正比。 Wejwj/EU% 3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。4. 要在不同的模拟场景中使用这种结构,需要从组件内部获取实际的采样表面或指定的堆栈。 Y0B1xL@ 4<Sa,~4
0yC`9g)( 衍射分束器表面
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ivX37,B\bS j"IM,= 为了进一步评估,使用了通用光栅光学设置,其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪,以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 Dp*$GQ %FyygT b;S
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ZutB_uW 6=,#9C9 衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) \FoxKOTp R,+/A8[j
'#N5i !b]2q%XM 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。 [+l 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,。 KHlIK`r 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。 .K@x4
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<Znv%M 光栅级次和可编程光栅分析仪 )jk1S u.kYp
.i+* #djx 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。 pH\^1xj
= Q-`{PJ(p M[K0t>ih 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 ]`@]<6 7SK3 9y^kb+ 设计与评估结果 相位功能设计 T")i+v 结构设计TEA评价 <4Q1 2: FMM评估 高度标度(公差) lkg"'p{ 3@yTzaq6 通用设置 Be{/2jU% 7V=MRf&xQ G*(K UG> 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。 8jjFC9Cbn0 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。 |)-|2cPRur W`N} 纯相位传输设计 <rB3[IJo !{Q:(B#ec
5c]}G.NV $U>/i@ D 结构设计 Q54r?|'V 5 o#<`_=J
(LRM~5KVg CZyz;Jtk ^Ti_<<X 更深的分析 P{S\pWZkk •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 _~;&)cn,0 •可以利用这一点来纠正零阶不期望的效率,从而改善均匀性。 2$
|]Vj*Zs •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 j2} dI^IK
E.J0fwyT X*!Dc,0.k 使用TEA进行性能评估 <)O>MI'
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Q(510) Xnv@H:$mxk 使用FMM进行性能评估 U@6jOZ }bf=Ntk
c~}={4M] V1SqX:;b& 进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 %9C` 4^DVW*OiI
.xGo\aD -AjH}A[! 进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 KVB0IXZC~ YijMF/Uyb
#:J:YMv /O|:{LQ 进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 7\A4vUI3 .u1X+P7
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