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VirtualLab Fusion應用:非近軸衍射分束器的設計與嚴格分析
時間:2023-11-17 14:55來原:訊技光電編輯: 技術部點開:次打印
摘要
直接設計非近軸衍射分束器仍然是一個挑戰。由于衍射角相當大,元件的特征尺寸與工作波長在相同的數量級上。因此,設計過程超出了近軸建模方法。因此,在這個例子中,迭代傅里葉變換算法(IFTA)和薄元素近似(TEA)用于衍射元素的初始設計結構,和傅里葉模態方法(FMM)隨后應用于嚴格的性能評估。
 
設計任務

使用近軸近似的衍射1:7×7分束器的初步設計,通過嚴格分析,進一步優化零階均勻性和影響
 
光柵級次分析模塊設置

使用常規的分束器會話2編輯器,VirtualLabFusion提供了一個指導工具,允許用戶一步一步地指定所有影響分束器設計的參數。
1. 通過應用設計帶中的結構設計,所得到的傳輸函數可以轉換為結構輪廓。
2. 對于此轉換,使用了薄元近似(TEA)。因此,所得到的結構與初始相位函數成正比。
3. VirtualLab Fusion提供計算出的形式已經預設在光路中。
4. 要在不同的模擬場景中使用這種結構,需要從組件內部獲取實際的采樣表面或指定的堆棧。
衍射分束器表面
為了進一步評估,使用了通用光柵光學設置,其中加載之前保存的堆棧。光柵光學裝置提供了獨特的工具、組件和分析儀,以進一步研究給定周期結構的特性和性能。
 
衍射光束求解器-薄元素近似(TEA)
 一般光柵組件提供了薄元近似(TEA)和傅里葉模態方法(FMM)作為解決模型給定的光柵。 
 薄元近似通常產生更快的結果,當結構小于波長的5倍,可能有精度問題,。 
 傅里葉模態方法允許一個嚴格的模擬,但需要更高的數值計算。
 
光柵級次和可編程光柵分析儀
 
設計與評估結果
相位功能設計
結構設計
TEA評價
FMM評估
 
通用設置
提供多次運行文檔,允許用戶執行任意數量的設計,并提供根據特定標準篩選結果的選項。
通過這種方法獲得了以下三個結果:我們將對其進行進一步評估。
 
純相位傳輸設計
 
 
結構設計
 
 
更深的分析
•高度剖面的縮放對零階有很大影響。
•可以利用這一點來糾正零階不期望的效率,從而改善均勻性。
•參數運行是執行此類調查的最佳工具。

使用TEA進行性能評估

 
使用FMM進行性能評估
 
 
進一步優化–設計#1的零階階次優化
 
 
進一步優化–設計#2的零階階次優化
 
 
進一步優化–設計#3的零階階次優化
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