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2026-05-25 15:08 |
非近轴衍射分束器的设计与严格分析
摘要 q]{gAGe~ FJ84'T\~ 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。 "c[> >t a>GA=r
jN+`V)p )FwOg;=3M" 设计任务 -=lm`X<: W
$D 34( 使用近轴近似的衍射1:7×7分束器的初步设计通过严格分析,进一步优化零阶均匀性和影响 Mg\588cI lB27Z}
!po,Z& MNs<yQ9I' 光栅级次分析模块设置 |Kd6.Mx @zS/J,:v} TU?n;h#TZ 使用常规的分束器会话2编辑器,VirtualLabFusion提供了一个指导工具,允许用户一步一步地指定所有影响分束器设计的参数。 '\{ OQH Sp[9vlo8
t'F$/mx. Fe[6Y<x+: rX$-K\4W 1. 通过应用设计带中的结构设计,所得到的传输函数可以转换为结构轮廓。 ^RnQX#+ 2. 对于此转换,使用了薄元近似(TEA)。因此,所得到的结构与初始相位函数成正比。 _,^f,WO~ 3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 Y#lAG@$ 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。 !}c D e12 pXNhU88
w'}s'gGE 衍射分束器表面 ` .`:~_OE m:Rx<E
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AB# 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。 hak#Iz0[C |g7)A?2J~
Tyb_'|?rW Yaq0mef0
gs2qLb TPb&";4ROf 衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) }c/#WA|b Q\X_JZ
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-Z 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。 ;\"Nekd| 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,。 p,WBF 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。 \yymp70w BCExhp
)FB<gCh7X PvUY
Q>Kw 光栅级次和可编程光栅分析仪 R7Tl1!,h pnz@;+f
Ct/6< 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。 'PMzm/;8st m";8 nm 0T3r#zQ 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 Zo-Au o\j<EQb. gKU*@`6G 设计与评估结果 'H1"z!] 相位功能设计 ~$a%& ]\ 结构设计 w*SF Q_6YE TEA评价 bv[*jr;45 FMM评估 /C<} :R 高度标度(公差) /?j^Qu h^9Ne/s~ 通用设置 d@|j>Z D/{ Spw@ J! eVw\6 提供多次运行文档,允许用户执行任意数量的设计,并提供根据特定标准筛选结果的选项。 ,KibP_<%&P 通过这种方法获得了以下三个结果:我们将对其进行进一步评估。 [/t/694 sEfGf. CtDS lJ 纯相位传输设计 X 'bp?m ]*;+ U6/?
fs]Zw mA^ HNoh B4vt 结构设计 DPtyCgH +FVcrL@
>Q\H1|? ?t.?f`(| cfe[6N 更深的分析 FkECY •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 >|I3h5\M •可以利用这一点来纠正零阶不期望的效率,从而改善均匀性。 zsRN\U •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 VF==F_l k0D&F;a%
&akMj@4;R Z*e7W O. 使用TEA进行性能评估 %J%gXk}] U ._1'pW
RBgkC+2 01q7n`o#zf 使用FMM进行性能评估 WE~3(rs#X# K6oXnz}
G7/LY TT) L,4^Of 进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 7<:w- |~CnELF)
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进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 kWz%v >`\*{]
a!^wc, +@qk=]3a 进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 w+$gY?% M2EN(Y_k0
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