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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
sx-Hw4.a" 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。 mSw?2ba ~*PK080N}
.^W\OJ`G ;1R?9JN" 设计任务 FQ_%)Ty2 Q0L@.`~ 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 _/N'I7g \%-E"[!
,.6J6{ I4o=6ts 光栅级次分析模块设置 #A|D\IhF lZS_n9Sc fOK+DT~ 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。 sx[&4 k[ q2S!m6 !
wzDk{4U ~_l6dDJ _Ra<|NVQh 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。 dK J@{d 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。 ?x5wS$^q< c4ZuW_&:
hr_9;,EPh 衍射分束器表面 E,<\T6/%q *gM,x4 Y
uXG`6|? Hyq@O8 为了进一步评估,使用了通用光栅光学设置,其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪,以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 FUyB"-< (<bm4MPf
xb+RRTgj `x{.z=xC
c%AFo]H cQ3W;F8|n 衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) +{")E) (xZr ]v ]U
PJxak3 .pS&0gBo\ 一般光栅组件提供了薄元近似(TEA)和傅里叶模态方法(FMM)作为解决模型给定的光栅。 lC'{QUC 薄元近似通常产生更快的结果,当结构小于波长的5倍,可能有精度问题,。 E[|s>Xv~ 傅里叶模态方法允许一个严格的模拟,但需要更高的数值计算。 e-CNQnO~ b!'l\~`{i
99l>CYXd P+)qE6\ 光栅级次和可编程光栅分析仪 D00G1:Ft(T AW,v
[%j?.N 光栅级次分析仪提供了所有衍射阶的效率的概述,作为许多可能的输出。 |^7f\.oF mF[o*N* Q00R<hu@F 使用可编程光栅分析仪,用户可以指定应计算的值。例如:总效率、均匀性误差、0阶效率 Q^z=w![z fm(mO% :]P~.PD5, 设计与评估结果 相位功能设计 }xAie( 结构设计TEA评价 0bMoUy*q FMM评估 高度标度(公差) ?S (im s?QVX~S" 通用设置 ~L-0~ B.89_!/:p yfmp$GO: 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。 $&cz$jyY 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。 T>}0) s )y9 ;OA 纯相位传输设计 v,/[&ASz /@ y;iJk;
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F@Q!h :P3{Nxa 结构设计 (GCG/8s 2t+D8 d|c<
,i?) ojHhT\M` ldA!ou7 更深的分析 PJzc=XPU •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 <d5@CA+M •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。 1EVfowIl •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 y|$R`P rwiw
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RFw(]o,9cR ~12_D'8D[ 使用TEA进行性能评估 MkwU<ae AB Vy__b=ti?
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/s A (Bk@; 使用FMM进行性能评估 cv}aS_`f 3KSpB;HX
JIzY,%`\ |,b2b2v? 进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 "'m)VG $9K(F~/
|^R*4;Phe Fh K&@@_ 进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 axmsrjW# e@E17l-
H@GE)I>^@ @Mm/C?#*O 进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 *ZaaO^! Ga v"C{G
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