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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
[n:<8ho 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 (C T\D}kQM
"hsb8- c-(UhN3WG 设计任务 JU)dr4S? z*a:L} $ 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 |&zz,+ E ^zQ/mo,Z
oC0qG[yp9S *2,VyY 光栅级次分析模块设置 ]GW]dM 2Eu`u!jhx t:'Mh9h7u 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。 bcE._9@@ gcl5jB5)>
=Jyu4j *} (&F
,AY3A ,Ge"anO 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。 |R/%D%_g 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。 M 0U0;QJ YwjKAyLU
Na]:_K5Dp 衍射分束器表面 ) QU <+?7H\b
]QlwR'&j/n L?mrbay 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。 lww!-(<ww ).`1+b
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1SCR.@k< e#$]Y?, 衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) ;;6uw\6
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Y[}>CYO 3u*4o=4e 一般光栅组件提供了薄元近似(TEA)和傅里叶模态方法(FMM)作为解决模型给定的光栅。 5YeM%%-S 薄元近似通常产生更快的结果,当结构小于波长的5倍,可能有精度问题,。 gG(fQ
89U" 傅里叶模态方法允许一个严格的模拟,但需要更高的数值计算。 >4TaP*_ i@"@9n~
+0nJ g| I6'K!< 光栅级次和可编程光栅分析仪 [+n*~ e> e}vZlX
OEA&~4&{7 光栅级次分析仪提供了所有衍射阶的效率的概述,作为许多可能的输出。 rWa2pO &^}1O:8e Jh,]r?Bd 使用可编程光栅分析仪,用户可以指定应计算的值。例如:总效率、均匀性误差、0阶效率 r!_-"~`7E p6>Svcc D#cyOrzy 设计与评估结果 相位功能设计 "O3tq=Q 结构设计TEA评价 cQCSe,$ W FMM评估 高度标度(公差) 4i)1'{e PUp6Q;AdQ 通用设置 B~MU^|v 1"MhGNynB> 6F!+T= 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。 "l3_=Gua 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。 Cjm`|~&e+ ^}/PGG\~r 纯相位传输设计 PUT=C1,OFR JjtNP)We
h7G"G" } gyj0 结构设计 QwW&\h[8? AYqX|
@vC4[:"pD} -$,TMqM DE}K~}sbd 更深的分析 N)uSG&S: •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 x
nsLf?>] •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。 sBj(Qd •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 k:t]s_`< n9W(bG o
V,lOt4b ~7*.6YnI 使用TEA进行性能评估 KKja/p \ub7`01
}aa'\8 gX@HO|.t 使用FMM进行性能评估 ]
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RIWxs Zt SD"FErJ 进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 @Q)OGjaq dI.WK@W'o
l+xX/A) o |{5M|nD 进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 %aG5F}S2~ E:UW#S%A
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%".HaI] CM/H9Kz. 进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 Qf~vZtJ+J <GS^
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