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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
W[BwHNxyg 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。 S~GL_#a nI0TvBD
mqrV:3} ?xX9o 设计任务 .0=VQU U]Pl` =SL 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 ais@|s; 7gxC
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+ 0DPhc $- 4 Zi 光栅级次分析模块设置 y*oH"]D
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!Bj 使用常规的分束器会话2编辑器,VirtualLabFusion提供了一个指导工具,允许用户一步一步地指定所有影响分束器设计的参数。 LWX,u mto=_|gn
4;;K1< 1 d$f3Cre 0cF+4,5 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。 )y#~eYn 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。 "~+?xke5z u*"mdL2
Z) qts= 衍射分束器表面 e^%>_U F'Lav?^
,RXfJh (?W[#.=7 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。 ,'}qLor p 3`odmbN
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7c8A|E0\mF n,l{1 q 衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) jT:z#B% f%gdFtJ &
I7C*P~32{n Kf>]M|G c 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。 J{w[vcf 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,。 \g;o9}@3~ 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。 ud`!X#e~ rf\A[)<:
r5w y]z^ 7SVqfWp 光栅级次和可编程光栅分析仪 {vf4l4J( 0D.qc8/V4.
]>_Ie?L)< 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。 ]-+%]' 5vSJjhS ^hy Y,X 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 0Z,a3)jcc rdBF+YN9/? 3U\| E 设计与评估结果 相位功能设计 :=cZ,?PQp1 结构设计TEA评价 bsosva+ FMM评估 高度标度(公差) OA?pBA bw[s<z|LKA 通用设置 D *Hy 2eZ. _X/`7!f ]38{du 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。 uKF)'gj 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。 m]"13E0*x r2 .f8U 纯相位传输设计 Jv[c?6He sc)}r_|g
nMT"Rp -RK R., 结构设计 N)0V6q" .W*" C
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k4> '2=$pw 更深的分析 z7$,m#tw •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 IizPu4| •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。 Rv=rO|&] •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 YQ
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B3NDx+%m 8}_M1w6v 使用TEA进行性能评估 ;GF+0~5> F15Yn
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V 使用FMM进行性能评估 |%~Zo:Q<$> +B#+'
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P#Hq 进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 QRFBMq}' 2^f6@;=M
JK=0juv<E M9ACaf@ 进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 `"RT(` m mLb>*xt$b@
b2vCr F; gF53[\w^v 进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 EH~t< chs] ,7R
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