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2024-12-04 07:52 |
VirtualLab Fusion应用:非近轴衍射分束器的设计与严格分析
摘要 \}?X5X> 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。 L!If~6oD( ]2wxqglh) 设计任务 4}uOut {4G/HW28 aIV
/ c 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 =\WF +r]V f|~ {j(.v 光栅级次分析模块设置 o'!=x$Ky 7t:RQ`$: 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。 M}V!;o<t^ *7jz(iX 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。 QkdcW>:a7 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。 <ukBAux,D 3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 d}[cX9U/ 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。 -V|"T+U 衍射分束器表面 qJrT 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。 U\Wo&giP[ +O.-o/ 衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) (?na|yd t~->&Ja 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。 I4X9RYB6c 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,。 T$xBH 傅里叶模态方法允许一个严格的模拟,但需要更高的数值计算。 %M@K(Qu E[]5Od5# 光栅级次和可编程光栅分析仪 qUkMNo3 N7+L@CC6T o eUi 设计与评估结果 5QMra5N k 相位功能设计 JNfL
jfE)< 结构设计 5 8bW TEA评价 }'$PYAf6 FMM评估 N]A# ecm "<!U 通用设置 vjuFVJwL 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。 !qt2,V 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。 o8bd L< 6}"c4^k6 纯相位传输设计 /o;M
?Nt6 gsk?
!D L(Y1ey9x 结构设计 5I622d 08`|C)Z! %c }V/v_h 更深的分析 wGc7 •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 ?l0eU@rwQ •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。 &]nx^C8V; •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 c{1;x)L
HC%Hbc~S_Q 使用TEA进行性能评估 r7m~.M+W" HEF
e? /<J(\;Jr6 使用FMM进行性能评估 fjh|V9H 1@F-t94I -K64J5|b7 进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 +1ICX m\L`$=eO8 m@td[^O- 进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 w&p+mJL. a5D|#9 C0wtMD:G 进一步优化–设计#3的零阶阶次优化
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