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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 ~k\Dde  
\~ m\pf?  
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:B9~ lbT+  
F] e` -;  
yJQ>u  
2t 6m#  
设计任务 )Tjh  
M.fAFL  
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 X)oxNxZ[A  
&H8wYs  
,1/O2aQ%\0  
W[c[ulY&  
光栅级次分析模块设置 g>G+?PY  
                       $inlI_  
g)$/'RB  
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。 ypU-/}Cf,  
~_Q~AOFM  
B@cC'F#G  
q9Zp8&<EqH  
f~Y;ZvB  
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。 VyX5MVh  
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。 ;)~}/nR<a  
3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 )5T82=[h<  
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。 e}dGK=`  
( jACLo  
4>^LEp  
衍射分束器表面 4Vtu g>  
(4o<U%3kGq  
riR(CJ}Ff  
+YZ*>ki  
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。 0N;~(Vt2  
hL4T7`  
7 Tb[sc'  
Ri>4:V3K  
c wNJ{S+  
>?<S(  
衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) wZ4w`|'  
Gj_7wP$  
>$$z6A[  
/< k&[  
 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。 cwuzi;f  
 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,。 o6tPQ (Vi  
 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。 ZnKjU ]m  
JBhM*-t(M1  
IR2=dQS  
= N&5]Z  
光栅级次和可编程光栅分析仪 GYZP?E p*  
Hr_5N,  
rjffpU  
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。 (Bq^ D9  
N0DzFXp  
K| dI'TnW  
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 X[<%T}s#  
+0}z3T1L  
3Ccy %;  
设计与评估结果 kmUL^vF  
相位功能设计 2FR+Z3&z  
结构设计 +GJPj(S  
TEA评价 Vwu dNjL  
FMM评估 #x qiGK  
高度标度(公差)
C.BlB  
xa.tH)R  
通用设置 %pIP#y[4  
P_4E<"eK  
JM1O7I  
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。 Ptz## o'{5  
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。
FnKC|X  
~NZL~p  
Oa2\\I  
纯相位传输设计
ZNVrja*  
Ur]/kij  
Eug RC  
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结构设计 ,<N{Y[n]e  
uNkJe  
"OwK-  
IyI0|&r2A  
Bn9#F#F<  
更深的分析 O\CnKNk,  
•高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 )s,LFIy<A  
•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。 jST4O"DjM  
•参数运行是执行此类调查的最佳工具。 eT Fep^[  
/ej[oR  
j+fib} 8}  
s7afj t  
使用TEA进行性能评估 iO&*WIbg  
xP_/5N=f  
O wuc9  
#}Yrxf  
使用FMM进行性能评估 &<x.D]FA]  
e!PB3I  
@I}VD\pF  
cnS;9=,&  
进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 n$N$OFuO  
41R6V>e@9J  
t7l{^d_L  
Ui!l3_O  
进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 OLPY<ax  
7Q]c=i cg  
7nNNc[d*=  
d!w3LwZ  
进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 *L9v(Kc  
Q5ff&CE  
% YK xdp  
Q?;Tc.O"/  
VirtualLab Fusion技术 {1Y @%e  
#M{qMJHDo  
`3 i<jZMG  
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