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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 [H#*#v 4fe$0mye 直接设计非近轴衍射分束器仍然是一个挑战。由于衍射角相当大,元件的特征尺寸与工作波长在相同的数量级上。因此,设计过程超出了近轴建模方法。因此,在这个例子中,迭代傅里叶变换算法(IFTA)和薄元素近似(TEA)用于衍射元素的初始设计结构,和傅里叶模态方法(FMM)随后应用于严格的性能评估。 bJ8~/d]+ JDO5eEwj
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T{ 6 isz 设计任务 ,,+ ~./) :v/6k 使用近轴近似的衍射1:7×7分束器的初步设计通过严格分析,进一步优化零阶均匀性和影响 ]s
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^Pc>/lY$Q% l@}BWSx&ms 光栅级次分析模块设置 =6#tJgg8 Kgi| 7w !*8x>,/> 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。 U'iL|JRF j\w>}Pc
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``` {.7ve<K (n{sp 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。 m.~&n!1W*` 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。 ;]<{<czc 3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 _#c^z;! 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^_E'j$ #k%3Ag
nU"V@_?\ 衍射分束器表面 :j/PtNT@ J90q\_dY.
Zp|LCE" rQNT 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。
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[c?']<f4 6p/gvpZ 衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) JL1%XQ
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sV7dgvVd S EY 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。 (sw1HR 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,。 OT7F#:2` 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。 6Rn_@_Nn)f &/lJ7=Nq
+j 5u[X #)%N+Odnr 光栅级次和可编程光栅分析仪 o a,Ju v>Il#
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2%YvY 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。 <p(&8P :=04_5 z zY8"\ZB 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 uK]@!gz S=lA^#'UdX z]>aWH}$ 设计与评估结果 3Z'{#<1>^; 相位功能设计 1Qf21oN{ 结构设计 !)tXN=(1a TEA评价 6<H[1PI`,G FMM评估 ,TU!W|($ 高度标度(公差) |bDN~c:/ e#k9}n^+ 通用设置 W0$G7s t Zj6=# |aN0|O2 提供多次运行文档,允许用户执行任意数量的设计,并提供根据特定标准筛选结果的选项。 <C6/R]x# 通过这种方法获得了以下三个结果:我们将对其进行进一步评估。 49
3ik c%)uG _ X.s?=6}g 纯相位传输设计 P<kTjG &F\J%#{
'xb|5_D lf|e8kU\f 结构设计 ,?B.+4CW\E >4\V/
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K_`*ZV{r !gy'_Y uGl0z79 更深的分析 G"MpA[a_ •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 QAi(uL5 •可以利用这一点来纠正零阶不期望的效率,从而改善均匀性。 *ILS/`mdav •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 XoSjYG(>, `#fOY$#XB
'*>LZo4 $},:z]%D 使用TEA进行性能评估 6Ep ns s U`6QD}c"s
Vu\|KL| +nuv?QB/ 使用FMM进行性能评估 {r&M w^|,[G^}H
CX':nai LEhku4U. 进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 RW(AjDM 9 b]U&A$
@hzQk~Gdi 0y;&L63>T 进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 3!Qt_, ,zXL8T
A</[Q>8 &K>]!yn 进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 #-'}r}1ZT MP}H
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