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infotek 2022-09-06 08:32

非近轴衍射分束器的设计与严格分析

8.N`^Nj 1  
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。 AWx@Z7\z"g  
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.m l\z5  
oYTLC@98}  
设计任务 ".$kOH_:  
gh\u@#$8  
使用近轴近似的衍射1:7×7分束器的初步设计通过严格分析,进一步优化零阶均匀性和影响 ;nQ=! .#Q  
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光栅级次分析模块设置 "0[`U(/  
                       R6o  D  
N>"L2E=z$|  
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。 u/6if9B  
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^uN[rHZ*u  
kk6 !krZ  
[f6BA|   
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。 aF+Lam(  
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。 B= ~y(Mb  
0E!-G= v  
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衍射分束器表面 Fj~suZ`  
'@hUmrl  
oxN5:)  
P(b[|QF  
    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。 -V}xvSVg  
dhLR#m30T  
uGb+ *tD  
9t)Hi qj  
9?O8j1F  
G"J nQ  
衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) j,^&U|!  
mHW%:a\L  
Qc&Y|]p"  
MQx1|>rG  
 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。 k89N}MA   
 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,。 cxSHSv 1;  
 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。 F%o!+%&7  
s9CmR]C  
MooH`2Fd  
Q~Mkf&s  
光栅级次和可编程光栅分析仪  6d;}mhH  
"IzAvKPM  
v"ORn5  
    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。 P4_B.5rrJ  
l+P!I{n  
9GCK3  
        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 UH%H9; ,$]  
,m?V3xvq  
>\<eR]12  
            设计与评估结果            相位功能设计 :2S?|7U4  
            结构设计TEA评价 uuwJ-  
FMM评估            高度标度(公差) x cAs}y}  
V.*M;T\i  
通用设置 _3 oo%?}  
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        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。 GLecBF+>F  
        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。 4Xa] yA =  
9M27;"gK  
纯相位传输设计 1mJUl x  
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结构设计 TBPu&+3  
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J(d+EjC  
tmS2%1o  
        更深的分析 \&kj#)JYA  
•高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 uGC5XX^  
•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。 )GVTa4}p  
•参数运行是执行此类调查的最佳工具。 ]R)wBug  
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<dP \vLH_  
8j70X <R  
使用TEA进行性能评估 uXFI7vV6P  
&gr 8;O:0  
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使用FMM进行性能评估 J?J4<l9  
KMy"DVqE  
8e>B>'nH  
ed',\+.uB  
进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 _"Ym]y28li  
LJ@(jO{z  
BuRsz6n  
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进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 3GE;:;8B  
kEC^_sO"  
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进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 lBFKfLp&  
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