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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 ]Hc `<P  
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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。 ;XSV}eLu  
G?&0Z++  
i*#Gq6qZq  
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设计任务 iyc}a6g  
-@Mr!!t?N  
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 fMlxtj+5   
(\e,,C%;  
_S{HVc  
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光栅级次分析模块设置  ;iy]mPd  
                       1mwb&j24n3  
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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。 _' Xt  
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I5wf|wB-  
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。 `][~0\Y3m  
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。 $^INl0Pg  
3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 {UQpD   
4. 要在不同的模拟场景中使用这种结构,需要从组件内部获取实际的采样表面或指定的堆栈。 D@rOX(m  
<@.f#  
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衍射分束器表面 L}P<iB   
Vx;f/CH3!  
BLgmF E2  
e]!C Aj7uS  
为了进一步评估,使用了通用光栅光学设置,其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪,以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 5]:fkx  
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I?c# T Rm  
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衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) QxwZ$?w%  
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z'O$[6m6  
 一般光栅组件提供了薄元近似(TEA)和傅里叶模态方法(FMM)作为解决模型给定的光栅。 KXL]Qw FN  
 薄元近似通常产生更快的结果,当结构小于波长的5倍,可能有精度问题,。 F[ N{7C3  
 傅里叶模态方法允许一个严格的模拟,但需要更高的数值计算。 M}!7/8HUC  
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RnPJ,Z5s&&  
UO5^4  
光栅级次和可编程光栅分析仪 5JK{dis]k  
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oL1m<cQo9  
光栅级次分析仪提供了所有衍射阶的效率的概述,作为许多可能的输出。 ~e@ QJ=r  
WEFYV=I\  
3Ew-Ia%A  
使用可编程光栅分析仪,用户可以指定应计算的值。例如:总效率、均匀性误差、0阶效率 .t.H(Q9  
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, ?WTX  
设计与评估结果 [?r`8K2!,  
相位功能设计 =>-:o:Cu{  
结构设计 :/c=."z.  
TEA评价 rBye%rQRq  
FMM评估 (/14)"Sk  
高度标度(公差)
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通用设置 #WwQ^6ESc  
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提供多次运行文档,允许用户执行任意数量的设计,并提供根据特定标准筛选结果的选项。 5&D)W>{d  
通过这种方法获得了以下三个结果:我们将对其进行进一步评估。
~'m GGH2  
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2>l4$G 0  
纯相位传输设计
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结构设计 L,*2t JcC<  
9F845M  
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d@#!,P5 `  
更深的分析 (zIP@ H  
•高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 AWsO? |YT  
•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。 |'9%vtbM  
•参数运行是执行此类调查的最佳工具。 w{f!t8C*s  
.xS3,O_[  
2>p K  
i 2hP4<;h  
使用TEA进行性能评估 Eq c&iS~  
D+lzISp~e  
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8u Tq0d6(  
使用FMM进行性能评估 }J73{  
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Q*&>Ui[&  
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进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 VC5LxA0{  
,X25-OFZ  
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-CtLL _I  
进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 6My=GByC  
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进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 {G&*\5W  
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VirtualLab Fusion技术 JwG$lGNJ  
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