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infotek 2025-03-10 08:06

非近轴衍射分束器的设计与严格分析

摘要 1`2n<qo  
d:O>--$_tw  
直接设计非近轴衍射分束器仍然是一个挑战。由于衍射角相当大,元件的特征尺寸与工作波长在相同的数量级上。因此,设计过程超出了近轴建模方法。因此,在这个例子中,迭代傅里叶变换算法(IFTA)和薄元素近似(TEA)用于衍射元素的初始设计结构,和傅里叶模态方法(FMM)随后应用于严格的性能评估。 A?q[C4-BO,  
zv!%u=49  
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B=#rp*vwL  
设计任务 Y4}!9x  
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使用近轴近似的衍射1:7×7分束器的初步设计通过严格分析,进一步优化零阶均匀性和影响 Lw?4xerLsb  
q(e&{pbM)  
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 pzezN  
光栅级次分析模块设置 Q2PY( #  
                       M~;mamTP  
ox] LlRK  
使用常规的分束器会话2编辑器,VirtualLabFusion提供了一个指导工具,允许用户一步一步地指定所有影响分束器设计的参数。 ~;,]/'O  
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3'O+  
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O82T|0uw  
1. 通过应用设计带中的结构设计,所得到的传输函数可以转换为结构轮廓。 TS)p2#  
2. 对于此转换,使用了薄元近似(TEA)。因此,所得到的结构与初始相位函数成正比。 p8Di9\}  
3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 CTbdY,=B  
4. 要在不同的模拟场景中使用这种结构,需要从组件内部获取实际的采样表面或指定的堆栈。 xZjD(e'  
V#^~JJW^  
]|( (&Y rl  
衍射分束器表面 q/Ba#?sen  
P49lE  
BS>|M}G)r  
JSt%L|}Y  
为了进一步评估,使用了通用光栅光学设置,其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪,以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 U2=5Nt5  
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 W *0XV  
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WZ'8{XY8  
衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) p@/!+$^{  
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_+N*4  
R{\vOw:*  
 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。 XgP7 !  
 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,。 muo(bR8  
 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。 v2G_p |+O  
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4~hd{8  
光栅级次和可编程光栅分析仪 oU% rP  
^IOf%  
NZ/gp"D?  
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。 ,h5\vWZ  
vr/V_  
VZ'[\3J  
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 YwQxN"  
~tn*y4uK  
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设计与评估结果 28C/^4  
相位功能设计 .slA }  
结构设计 )&+j#:  
TEA评价 3bu VU& ap  
FMM评估 $IA(QC_]AO  
高度标度(公差)
>y"W(  
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通用设置 hU3c;6]3  
E#v}//  
AIR,XlD  
提供多次运行文档,允许用户执行任意数量的设计,并提供根据特定标准筛选结果的选项。 O;9u1,%w  
通过这种方法获得了以下三个结果:我们将对其进行进一步评估。
d^mw&F)S  
57*z0<  
B^P)(Nu+  
纯相位传输设计
4Pe%*WTX  
@AaM]?=P{  
L/_h5Q:'W  
6x)7=_:0  
结构设计 <iuESeDG  
Urj8v2k  
pYa8iQ`6U;  
>0Y >T6!  
C=IT`iom1C  
更深的分析 u\ro9l  
•高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 So{/V%  
•可以利用这一点来纠正零阶不期望的效率,从而改善均匀性。 Ci4`,  
•参数运行是执行此类调查的最佳工具。 %i{Z@  
P}29wrIZ  
=,$*-<p=3  
<qT[  
使用TEA进行性能评估 1PpZ*YK3z  
z0+LD  
U>w#`Sy[  
njtz,qt_;G  
使用FMM进行性能评估 a\>+!Vq  
Xyy;BO:  
JFH3)Q  
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进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 ~U(`XvR\4  
0^$L{V  
L[lX?g?Ob  
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进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 Y[)b".K  
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0b6jGa  
O42`Z9oK  
进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 J!Er%QUR  
1/+d@s#t  
i0Ejo;dB  
k-IL%+U  
VirtualLab Fusion技术 dp#JvZb  
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q\s"B.(G"  
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