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2023-08-09 08:21 |
非近轴衍射分束器的设计与严格分析
摘要 % heX06 }ti+tM* 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。 5<1,`Bq@ ~]t/|xep TK"!z(p .CXe*Vbd
设计任务 @mM])V zQsu~8PX 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 'J*)o<% CH
h]v.V OG}auM4
i^hgs`hvU 光栅级次分析模块设置 bqBgq &j2fh!\4 l+$e|F 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。 !L5[s ?9<byEO%M e*[M*u jU
K0?S> etbB;!6 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。 $O|J8; "v 2. 对于此转换,使用了薄元近似(TEA)。因此,所得到的结构与初始相位函数成正比。 i7^_y3dG 3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 P<@Yux# 4. 要在不同的模拟场景中使用这种结构,需要从组件内部获取实际的采样表面或指定的堆栈。 S].=gR0: G[U'-a}I adEcIvN$ 衍射分束器表面 +bnz%/v rw*#ta
O TRQX#))B )KvQaC 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。 X2#;1 ku ;jb+x5t ]@@3] XO |U4#ya J(&a,w>p pq;)l(Hi 衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) 0q%=Vs~@g =\IcUY,4 r{m"E^K, P<iS7Ys+ 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。 ^FLuhLS\* 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,。 Q^qG= 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。 ?&Y3Fr)% ,"/<N*vh h[c
HCVM: ; *G[3kk 光栅级次和可编程光栅分析仪 pf.T{/% !"E&Tk} h 9V9.' 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。 7QiJ1P.z HaeF`gI^Ee h~$Q\WCm# 使用可编程光栅分析仪,用户可以指定应计算的值。例如:总效率、均匀性误差、0阶效率 Gq5)>'D? `m5cU*@D 6ju+#]T 设计与评估结果 i>bFQ1Rdx 相位功能设计 ;D_6u(IC4: 结构设计 ~Ra1Zc$o: TEA评价 'Mjbvh4 FMM评估 x9PEYhL? 高度标度(公差) ZiDmx-X o?P(Fuf 通用设置 &libC>a[ /Ny/%[cu BY:
cSqAW 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。 .ao'o,|vE 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。 BzH7E[R49 ]4@z.1Mr m,e1:Nk< 纯相位传输设计 {:
EQ fw^mjD M3 8,SH< &G55<tRE 结构设计 WPyd ^Y< <R~(6krJwZ $Vp&Vc8 f9u["e zqYfgV 更深的分析 ^sH1YE}0 •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 {Z;W|w1t •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。 _p{ag
1gP •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 J.":oD ,%dn)gt7 'rf='Y 13A11XTp 使用TEA进行性能评估 ik~hL/JD\ h bj^!0m #.}Su+XF =]7|*- 使用FMM进行性能评估 ~;m~)D 0*:]eM};P pM[UC{ NLb/Bja 进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 A@'):V8_%C @tjC{?5Y CNcH)2Mk aqs'] 进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 ZH:#~Zyj R|NmkqTK~( 7"4|`y^# )X\3bPDJR 进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 }9P)<[> n2,b~S\e TdD-#|5 jopC\Z VirtualLab Fusion技术 P9`i6H'~ \"Sqr(~_ vR1%&(f{ B5B'H3@
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