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2025-03-10 08:06 |
非近轴衍射分束器的设计与严格分析
摘要 d8Sr,t+ Ap)pOD7 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。 2S@aG%-) ><DXT nt'x
GS qt:<Qs =%ry-n G 设计任务 D=_FrEM_IA ]1dnp]r 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 =;m;r!,K f}ES8Hh[
"bmWr) S7kZpD$ 光栅级次分析模块设置 %<rV~9: UC*\3:>'n aQ#6PO7.Z 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。 =67tQx58 Jf3xK"in
i"GCm` #Nv)SCc c0.? d] 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。 C| g]Y 7 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。 +2Wijrn 3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 vcz?;lg 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。 ?5Q_G1H& "]kq,j^]
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衍射分束器表面 "LkI '>3} ZB'ms[
D&/~lhyNZ ,k+F8{Q. 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。 Sc,ajT qt,;Yxx#^
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)JU [ t<H@c9{;* 衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) GSa U:A !J k|ha~r
PsOu:`=r ^/:G`' 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。 WX}pBmU 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,。 /PTk296@ 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。 Ojs^-R_ *]+5T-R% $
n"|1A..^ i564<1`x 光栅级次和可编程光栅分析仪 <}n"gk1is Nny#}k
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V4tObZP3Ff 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。 h $2lO^ 7CV}QV}G QvvH/u 使用可编程光栅分析仪,用户可以指定应计算的值。例如:总效率、均匀性误差、0阶效率 .e1Yd8 `HV~.C 9Pjw<xt 设计与评估结果 XyrQJ}WR| 相位功能设计 CoTe$C7 结构设计 k:*(..!0z TEA评价 s%Ir h;Bs FMM评估 Uk<2XGj 高度标度(公差) lm\~_ 4l1 %}1v- z 通用设置 ?r/)s()ALf D{G~7P\. @; 0t+ 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。 VB&`g< 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。 o8!uvl}:9 C)qy=lx% *di}rQHm 纯相位传输设计 j@C*kj;- vq-#%o
U_61y;Q" 2YhtD A 结构设计 N5jJ,iz G*'1[Bu
PsCr[\Ul U2HAIV8 M\6u4p!G! 更深的分析 L{uQ:;w1 •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 P^J #;{R •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。 '
i<}/l •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 C)R#Om KGNBzy~9
rUWC=?Q ]JvZ{fA%* 使用TEA进行性能评估 .XPPd?R tA {?-5
tr-muhuK ) ={
H 使用FMM进行性能评估 ,Uu#41ZOKL
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Q5>]f/LD 7kq6VS;p 进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 rO7[{<97m ,;~@t:!c
ZDTp/5=?K/ J*m~fZ^ 进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 5~\GAjf p}d+L{"V
z,IUCNgM ^zVW 3Y q 进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 W}rL HAaDh 'q, L*
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