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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 Gf EX> /U&Opo
{aO 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。 `-h8vj5uG o1cErI&q"
\R36w^c3 ?W^c4NtP 设计任务 l*\y fk1ASV<rN 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 CCBfKp ?T9(Vw
J_x13EaV0 nD5 gP 光栅级次分析模块设置 p2Zo ~T&<CTh F
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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。 ?HF%(>M u/cg|]x&T
.ZvM ^GJb $hivlI-7Ko W`\R%>$H 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。 o(DOQ Gl 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。 5?hw ! 3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。 wr[, 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。 %3NqSiMs QFYWA1<pDh
uwz)($~bp 衍射分束器表面 J5^'HU3 yW$0\E6<r
Hemq+]6^ 1pArZzm> 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。 ]]Cb$$Td *h}XWB C1q
$5Xh,DOg C(00<~JC
s2Mb[#:a" $2W%2rZ 衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) >}+/{(K"E| !%"8|)CAr
.Fdgb4>BXX E\Rhz]G( 一般光栅组件提供了薄元近似(TEA)和傅里叶模态方法(FMM)作为解决模型给定的光栅。 ^$b Y,CE 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,。 6
J{k(H$3 傅里叶模态方法允许一个严格的模拟,但需要更高的数值计算。 1oc3$A 0aG ni|
1v71rf&w bD/~eIcWL 光栅级次和可编程光栅分析仪 mV3cp rRqv Pi]19boM.
:]\([Q+a 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。 |Y?HA& "wNJ 7Zlw^'q$:L 使用可编程光栅分析仪,用户可以指定应计算的值。例如:总效率、均匀性误差、0阶效率 eAE`#t \O2Rhz -[cTx[Z, 设计与评估结果 \WxukYH 相位功能设计 ibj87K 结构设计 E*]bgD7V TEA评价 !@}wDt FMM评估 kqFP)!37 高度标度(公差) wB.&}p9p =ALTUV3/q 通用设置 17%Mw@+ ? m
DI# ~) Zy`m!]G]80 提供多次运行文档,允许用户执行任意数量的设计,并提供根据特定标准筛选结果的选项。 8WXQOo8 通过这种方法获得了以下三个结果:我们将对其进行进一步评估。
YtmrRDQs ]s<[D$ <, AE[b},-[ 纯相位传输设计 )Y"+,$$>Y` `sn^ysp
'=b/6@& +S o4rA*9 结构设计 Q'=x|K#xj b,7k)ND1F
T&6l$1J H?yK~bGQ ofm#'7P 0 更深的分析 h9}+l •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 8\+uec]k •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。 G<65H+)M\ •参数运行是执行此类调查的最佳工具。 <:+ x+4ru <^#,_o,!
geru=7 "\:`/k3 使用TEA进行性能评估 ?9
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h4fJvOk|! E(>=rD /+ 使用FMM进行性能评估 ,Vc6Gwm 5_GYrR2
=^M/{51j DX#Nf""Pw 进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 Ag-(5: (KjoSN(
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1E-4 进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 -_=nDH f,U.7E
\V;F/Zy( P)Jgs 进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 n\mO6aJ /6)<}#
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