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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 J)'6 z  
kwWO1=ikz@  
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。 /%)M lG  
9 *]Z  
H#w?$?nIWu  
Kz$Ijj  
设计任务 yQou8P=%  
-BEPpwb<g  
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 n[ba  
$PrzJc  
eRVu/TY  
 ~ikTo -  
光栅级次分析模块设置 .P =!M  
                       >x!N@G  
8 eh C^Cg  
使用常规的分束器会话2编辑器,VirtualLabFusion提供了一个指导工具,允许用户一步一步地指定所有影响分束器设计的参数。 M{~eI  
:^l*_v{  
"T~Ps$  
+|#:*GZ  
!my5-f>{(  
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。 uVp R^  
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。 ORfA]I-u  
3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 r9*{)"  
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。 {qOSs,+=L  
z,2m7C  
k{@z87+&  
衍射分束器表面 d%]7:  
R^PQ`$W 'R  
]'M4Unu#@  
@XmMD6{<  
为了进一步评估,使用了通用光栅光学设置,其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪,以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 -p%=36n  
PN\2 ^@>_  
g2iSc  
 1XHGW=n  
hp>me*vzr  
Nc;7KMOIA  
衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) F." L{g  
:+-s7'!4  
%mI`mpf  
.(`u'G=  
 一般光栅组件提供了薄元近似(TEA)和傅里叶模态方法(FMM)作为解决模型给定的光栅。 -n Hc52,  
 薄元近似通常产生更快的结果,当结构小于波长的5倍,可能有精度问题,。 qa%g'sB-b  
 傅里叶模态方法允许一个严格的模拟,但需要更高的数值计算。 2t(E+^~  
cDAO5^  
]+@b=J2b  
/ox}l<ha  
光栅级次和可编程光栅分析仪 hob%'Y5%D  
Ay56@_d2  
E~N}m7kTl/  
光栅级次分析仪提供了所有衍射阶的效率的概述,作为许多可能的输出。 d[O.UzQ  
Zu+Z7@$}/  
@Z|cUHo  
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 hPEK@  
.WtaU  
IHB{US1G  
设计与评估结果 5gEUE{S  
相位功能设计 | @mZ]`p  
结构设计 X59~)rH,  
TEA评价 w>m/c1  
FMM评估 A4SM@ry  
高度标度(公差)
cFuvi^n\  
nQ/El&{  
通用设置 $/pd[H[{  
[!DLT6Qk  
&JP-M=\n  
提供多次运行文档,允许用户执行任意数量的设计,并提供根据特定标准筛选结果的选项。 ?= ulf GrY  
通过这种方法获得了以下三个结果:我们将对其进行进一步评估。
?MN?.O9-  
:uMD$zF'5  
&d6'$h:kHb  
纯相位传输设计
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结构设计 0iHK1Pt}  
#X|'RL($  
o[8Y%3  
-i 6<kF-W  
B:SzCC.B  
更深的分析 o&X!75^G>  
•高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 Y&+<'FA  
•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。 Q6DE|qnV  
•参数运行是执行此类调查的最佳工具。 lN^L#m*@  
W\X51DrEx  
Z*kg= hs^  
JQ0KXS Nr  
使用TEA进行性能评估 f? ko%c_p  
F"9q Bl~  
A$%%;O   
~ZL}j+L/  
使用FMM进行性能评估 J *^|ojX  
c\-I+lMBi  
 "X}!j>-  
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进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 y"P$:l  
L5PN]<~T  
x?f3XEA_  
t7R;RF  
进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 } CQ GvH  
~|fd=E%  
m&o&XVC  
#  ,GpZ  
进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 Tb~(?nY5  
[UFLL:_sC  
lE%0ifu  
[x,_0-_  
VirtualLab Fusion技术 a^~l[HSF  
Qt!l-/flh  
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