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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
~dm/U7B: 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. A]un1 IcDAl~uG
.vm.g=-q KBO{g:" 设计任务 Vo; B#lK nbhzLUK 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 "4,Zox{^ :9=J=G*
KVC$o+<'`% DJu&l 光栅级次分析模块设置 qtQB}r8 _Cd_i[K[ .Y^UPxf@ 使用常规的分束器会话2编辑器,VirtualLabFusion提供了一个指导工具,允许用户一步一步地指定所有影响分束器设计的参数。 KkF3E*q\H ^-|yF2>`
VZRM=;V i]L4kh5 H)Kt!v8 1. 通过应用设计带中的结构设计,所得到的传输函数可以转换为结构轮廓。2. 对于此转换,使用了薄元近似(TEA)。因此,所得到的结构与初始相位函数成正比。 UyWKE< 3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。4. 要在不同的模拟场景中使用这种结构,需要从组件内部获取实际的采样表面或指定的堆栈。 sA}X ha JBCJVWUt
rK@ UCRf 衍射分束器表面 1,/L&_=_A rP=!!fC1;
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F[65)"^ 为了进一步评估,使用了通用光栅光学设置,其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪,以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 Q~L"Mr8>V #G/
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G.}Ex!8R7_ _&~y{;)S 衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) `B4Px|3 j$f `:A
bO:m^* vcsMU|GGh 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。 yU"'h[^ 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,。 .).*6{_ 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。 ,XZ[L?
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7fB:wPlG; k/|j e~$ 光栅级次和可编程光栅分析仪 t\p_QWnF R\oas"
ZV=)`E`I| 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。 GsG9;6c+u e+ZC<Bdh ?b&~(,A{ 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 w Jb\Q 1HBdIWhHv. wF`9}9q 设计与评估结果 相位功能设计 ),K!|7#h 结构设计TEA评价 N8Mq0Ck{$ FMM评估 高度标度(公差) <AzM~]"3 |c]Y1WwDx 通用设置 A#"AqNVWv I&}Md73
#Moju 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。 b~Qd9Nf 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。 o~Im5j],* nsq7,%5 纯相位传输设计 ,a I0Aw *+E9@r=HF
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S;dE 结构设计 8^H <dR tXocGM{6C
?1I0VA'] {$<X\\&r <*Kj7o{Qn 更深的分析 8bB'[gJ]{ •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 ypuW}H%` •可以利用这一点来纠正零阶不期望的效率,从而改善均匀性。 C#5z!z/:% •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 %h ?c LWb5C{
_Z:WgO]. (i,TxjS'od 使用TEA进行性能评估 pvJsSX r+BPz%wM=O
(aX5VB ** x)hp3&L 使用FMM进行性能评估 }5RCks;)* !9l
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\|Qx`- 3B(6^iS 进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 ^G,]("di` ,$,6%"'"
zkdyfl5 F3\' WQh 进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 <Gy)|qpK[ npH2&6Yhi^
7P`|wNq 05zBB 进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 p;dH[NW nlsQf3
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