分束器設(shè)計(jì)的案例
VirtualLab Fusion應(yīng)用：非近軸衍射分束器的設(shè)計(jì)與嚴(yán)格分析
摘要
直接設(shè)計(jì)非近軸衍射分束器仍然是一個(gè)挑戰(zhàn)。由于衍射角相當(dāng)大，元件的特征尺寸與工作波長(zhǎng)在相同的數(shù)量級(jí)上。因此，設(shè)計(jì)過程超出了近軸建模方法。因此，在這個(gè)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(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，和傅里葉模態(tài)方法(FMM)隨后應(yīng)用于嚴(yán)格的性能評(píng)估。
設(shè)計(jì)任務(wù)
使用近軸近似的衍射1：7×7分束器的初步設(shè)計(jì)，通過嚴(yán)格分析，進(jìn)一步優(yōu)化零階均勻性和影響
光柵級(jí)次分析模塊設(shè)置
使用常規(guī)的分束器會(huì)話2編輯器，VirtualLabFusion提供了一個(gè)指導(dǎo)工具，允許用戶一步一步地指定所有影響分束器設(shè)計(jì)的參數(shù)。
1.通過應(yīng)用設(shè)計(jì)帶中的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，所得到的傳輸函數(shù)可以轉(zhuǎn)換為結(jié)構(gòu)輪廓。
2.對(duì)于此轉(zhuǎn)換，使用了薄元近似(TEA)。因此，所得到的結(jié)構(gòu)與初始相位函數(shù)成正比。
3.VirtualLab Fusion提供計(jì)算出的形式已經(jīng)預(yù)設(shè)在光路中。
4.要在不同的模擬場(chǎng)景中使用這種結(jié)構(gòu)，需要從組件內(nèi)部獲取實(shí)際的采樣表面或指定的堆棧。
衍射分束器表面
為了進(jìn)一步評(píng)估，使用了通用光柵光學(xué)設(shè)置，其中加載之前保存的堆棧。光柵光學(xué)裝置提供了獨(dú)特的工具、組件和分析儀，以進(jìn)一步研究給定周期結(jié)構(gòu)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(tài)方法(FMM)作為解決模型給定的光柵。
□ 薄元近似通常產(chǎn)生更快的結(jié)果，當(dāng)結(jié)構(gòu)小于波長(zhǎng)的5倍,可能有精度問題，。
□ 傅里葉模態(tài)方法允許一個(gè)嚴(yán)格的模擬，但需要更高的數(shù)值計(jì)算。
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摘要
直接設(shè)計(jì)非近軸衍射分束器仍然是一個(gè)挑戰(zhàn)。由于衍射角相當(dāng)大，元件的特征尺寸與工作波長(zhǎng)在相同的數(shù)量級(jí)上。因此，設(shè)計(jì)過程超出了近軸建模方法。因此，在這個(gè)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(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，和傅里葉模態(tài)方法(FMM)隨后應(yīng)用于嚴(yán)格的性能評(píng)估。
設(shè)計(jì)任務(wù)
使用近軸近似的衍射1：7×7分束器的初步設(shè)計(jì)，通過嚴(yán)格分析，進(jìn)一步優(yōu)化零階均勻性和影響
光柵級(jí)次分析模塊設(shè)置
使用常規(guī)的分束器會(huì)話2編輯器，VirtualLabFusion提供了一個(gè)指導(dǎo)工具，允許用戶一步一步地指定所有影響分束器設(shè)計(jì)的參數(shù)。
1.通過應(yīng)用設(shè)計(jì)帶中的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，所得到的傳輸函數(shù)可以轉(zhuǎn)換為結(jié)構(gòu)輪廓。
2.對(duì)于此轉(zhuǎn)換，使用了薄元近似(TEA)。因此，所得到的結(jié)構(gòu)與初始相位函數(shù)成正比。
3.VirtualLab Fusion提供計(jì)算出的形式已經(jīng)預(yù)設(shè)在光路中。
4.要在不同的模擬場(chǎng)景中使用這種結(jié)構(gòu)，需要從組件內(nèi)部獲取實(shí)際的采樣表面或指定的堆棧。
衍射分束器表面
為了進(jìn)一步評(píng)估，使用了通用光柵光學(xué)設(shè)置，其中加載之前保存的堆棧。光柵光學(xué)裝置提供了獨(dú)特的工具、組件和分析儀，以進(jìn)一步研究給定周期結(jié)構(gòu)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(tài)方法(FMM)作為解決模型給定的光柵。
□ 薄元近似通常產(chǎn)生更快的結(jié)果，當(dāng)結(jié)構(gòu)小于波長(zhǎng)的5倍,可能有精度問題，。
□ 傅里葉模態(tài)方法允許一個(gè)嚴(yán)格的模擬，但需要更高的數(shù)值計(jì)算。
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摘要
直接設(shè)計(jì)非近軸衍射分束器仍然是一個(gè)挑戰(zhàn)。由于衍射角相當(dāng)大，元件的特征尺寸與工作波長(zhǎng)在相同的數(shù)量級(jí)上。因此，設(shè)計(jì)過程超出了近軸建模方法。因此，在這個(gè)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(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，和傅里葉模態(tài)方法(FMM)隨后應(yīng)用于嚴(yán)格的性能評(píng)估。
設(shè)計(jì)任務(wù)
使用近軸近似的衍射1：7×7分束器的初步設(shè)計(jì)，通過嚴(yán)格分析，進(jìn)一步優(yōu)化零階均勻性和影響
光柵級(jí)次分析模塊設(shè)置
使用常規(guī)的分束器會(huì)話2編輯器，VirtualLabFusion提供了一個(gè)指導(dǎo)工具，允許用戶一步一步地指定所有影響分束器設(shè)計(jì)的參數(shù)。
1. 通過應(yīng)用設(shè)計(jì)帶中的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，所得到的傳輸函數(shù)可以轉(zhuǎn)換為結(jié)構(gòu)輪廓。
2. 對(duì)于此轉(zhuǎn)換，使用了薄元近似(TEA)。因此，所得到的結(jié)構(gòu)與初始相位函數(shù)成正比。
3. VirtualLab Fusion提供計(jì)算出的形式已經(jīng)預(yù)設(shè)在光路中。
4. 要在不同的模擬場(chǎng)景中使用這種結(jié)構(gòu)，需要從組件內(nèi)部獲取實(shí)際的采樣表面或指定的堆棧。
衍射分束器表面
為了進(jìn)一步評(píng)估，使用了通用光柵光學(xué)設(shè)置，其中加載之前保存的堆棧。光柵光學(xué)裝置提供了獨(dú)特的工具、組件和分析儀，以進(jìn)一步研究給定周期結(jié)構(gòu)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(tài)方法(FMM)作為解決模型給定的光柵。
展開 高數(shù)值孔徑衍射分束器設(shè)計(jì)
總結(jié)
? VirtualLab Fusion 可用于設(shè)計(jì)高數(shù)值孔徑衍射分束器和擴(kuò)散器
? 模塊Mod014可用于補(bǔ)償產(chǎn)生的點(diǎn)圖變形和強(qiáng)度調(diào)制。
? 值得注意的是，余下的強(qiáng)度調(diào)制是由于利用IFTA設(shè)計(jì)的最終衍射元件存在的一致性誤差導(dǎo)致的。
? 此外，高數(shù)值孔徑分束器衍射元件的特征尺寸是波長(zhǎng)量級(jí)。因此我們推薦使用傅里葉模態(tài)法(FMM)對(duì)此案例中所獲得的結(jié)構(gòu)進(jìn)行一個(gè)嚴(yán)格的分析和更進(jìn)一步的優(yōu)化。詳細(xì)信息可查閱案例570。
【VirtualLab運(yùn)用】設(shè)計(jì)和優(yōu)化衍射1：5×5光束分束器元件
設(shè)計(jì)和優(yōu)化衍射1：5×5光束分束器元件
此應(yīng)用案例顯示了衍射光學(xué)元件（DOE）的設(shè)計(jì)，通過設(shè)計(jì)一個(gè)衍射分束器將一個(gè)激光束分束為一個(gè)矩形5×5陣列光束。
1.任務(wù)描述
2.照明光束參數(shù)
設(shè)計(jì)波長(zhǎng)：532nm
激光光束直徑（1/e2）：200um
3. 期望輸出場(chǎng)參數(shù)
4. VirtualLab Fusion中的設(shè)計(jì)和優(yōu)化過程
? 對(duì)于這個(gè)近軸設(shè)計(jì)任務(wù)，使用VirtualLab Fusion會(huì)話編輯器。
? 通過逐步的引導(dǎo)用戶以完成整個(gè)配置，設(shè)計(jì)以及優(yōu)化過程。
? 最后，創(chuàng)建一個(gè)代表整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)的光路圖。
? 通過經(jīng)典場(chǎng)追跡模擬，生成光分布圖。
5.設(shè)計(jì)步驟
1) 點(diǎn)擊Start→Diffractive Optics→Regular Array Beam Splitter生成光束分束器設(shè)計(jì)界面。
2) 點(diǎn)擊Next，設(shè)置輸入光束參數(shù)，選擇束腰和發(fā)散角定義類型為1/e2 Waist Diameter, Divergence Full Angle，設(shè)置波長(zhǎng)為532nm，腰束直徑為200um。
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設(shè)計(jì)和優(yōu)化衍射1：5×5光束分束器元件
此應(yīng)用案例顯示了衍射光學(xué)元件（DOE）的設(shè)計(jì)，通過設(shè)計(jì)一個(gè)衍射分束器將一個(gè)激光束分束為一個(gè)矩形5×5陣列光束。
1.任務(wù)描述
2.照明光束參數(shù)
設(shè)計(jì)波長(zhǎng)：532nm
激光光束直徑（1/e2）：200um
3. 期望輸出場(chǎng)參數(shù)
4. VirtualLab Fusion中的設(shè)計(jì)和優(yōu)化過程
?對(duì)于這個(gè)近軸設(shè)計(jì)任務(wù)，使用VirtualLab Fusion會(huì)話編輯器。
?通過逐步的引導(dǎo)用戶以完成整個(gè)配置，設(shè)計(jì)以及優(yōu)化過程。
?最后，創(chuàng)建一個(gè)代表整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)的光路圖。
?通過經(jīng)典場(chǎng)追跡模擬，生成光分布圖。
5.設(shè)計(jì)步驟
1)點(diǎn)擊Start→Diffractive Optics→Regular Array Beam Splitter生成光束分束器設(shè)計(jì)界面。
2)點(diǎn)擊Next，設(shè)置輸入光束參數(shù)，選擇束腰和發(fā)散角定義類型為1/e2 Waist Diameter, Divergence Full Angle，設(shè)置波長(zhǎng)為532nm，腰束直徑為200um。
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設(shè)計(jì)和優(yōu)化衍射1：5×5光束分束器元件
此應(yīng)用案例顯示了衍射光學(xué)元件（DOE）的設(shè)計(jì)，通過設(shè)計(jì)一個(gè)衍射分束器將一個(gè)激光束分束為一個(gè)矩形5×5陣列光束。
1.任務(wù)描述
2.照明光束參數(shù)
設(shè)計(jì)波長(zhǎng)：532nm
激光光束直徑（1/e2）：200um
3. 期望輸出場(chǎng)參數(shù)
4. VirtualLab Fusion中的設(shè)計(jì)和優(yōu)化過程
? 對(duì)于這個(gè)近軸設(shè)計(jì)任務(wù)，使用VirtualLab Fusion會(huì)話編輯器。
? 通過逐步的引導(dǎo)用戶以完成整個(gè)配置，設(shè)計(jì)以及優(yōu)化過程。
? 最后，創(chuàng)建一個(gè)代表整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)的光路圖。
? 通過經(jīng)典場(chǎng)追跡模擬，生成光分布圖。
5.設(shè)計(jì)步驟
1) 點(diǎn)擊Start→Diffractive Optics→Regular Array Beam Splitter生成光束分束器設(shè)計(jì)界面。
2) 點(diǎn)擊Next，設(shè)置輸入光束參數(shù)，選擇束腰和發(fā)散角定義類型為1/e2 Waist Diameter, Divergence Full Angle，設(shè)置波長(zhǎng)為532nm，腰束直徑為200um。
展開 VirtualLab：非傍軸衍射分束器的設(shè)計(jì)與嚴(yán)格分析
摘要
非傍軸衍射光束分束器的直接設(shè)計(jì)仍然是一個(gè)挑戰(zhàn)。由于衍射角度相當(dāng)大，元件的特征尺寸與光的波長(zhǎng)相近。因此，通常使用的傍軸建模方法變得不準(zhǔn)確，需要嚴(yán)格的技術(shù)。因此，在這個(gè)例子中，迭代傅里葉變換算法（IFTA）和薄元件近似（TEA）被用于衍射光學(xué)元件（DOE）的初步設(shè)計(jì)，并且之后使用傅里葉模式方法（FMM）也稱為嚴(yán)格耦合波分析（RCWA）進(jìn)行嚴(yán)格的性能評(píng)估，包括在高度變化的情況下對(duì)優(yōu)點(diǎn)函數(shù)變化的研究。
任務(wù)
? 使用傍軸近似（TEA）進(jìn)行衍射1:7×7光束分束器的初步設(shè)計(jì)，用于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)部分。
? 使用嚴(yán)格分析（FMM/RCWA）對(duì)性能進(jìn)行分析和進(jìn)一步優(yōu)化，以提高均勻性并評(píng)估零階的影響。
模擬與設(shè)置：工具簡(jiǎn)介與整體流程概覽
連接建模技術(shù)：衍射光束分束器
通過配置助手和IFTA進(jìn)行相位設(shè)計(jì)
將傳輸函數(shù)轉(zhuǎn)化為結(jié)構(gòu)
衍射光束分束器表面
衍射光束求解器 - TEA & FMM
光柵級(jí)數(shù) & 可編程光柵分析器
設(shè)計(jì)與評(píng)估結(jié)果：
? 相位函數(shù)設(shè)計(jì)
? 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
? TEA 評(píng)估
? FMM 評(píng)估
? 高度縮放檢查（用于優(yōu)化/容限）
僅相位傳輸設(shè)計(jì)
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
使用TEA進(jìn)行性能評(píng)估
使用FMM進(jìn)行性能評(píng)估
進(jìn)一步的分析（優(yōu)化后，容差分析）
進(jìn)一步優(yōu)化 - 調(diào)整設(shè)計(jì)#1的零階
進(jìn)一步優(yōu)化 - 調(diào)整設(shè)計(jì)#2的零階
進(jìn)一步優(yōu)化 - 調(diào)整設(shè)計(jì)#3的零階
展開 非傍軸衍射分束器的設(shè)計(jì)與嚴(yán)格分析
摘要
非傍軸衍射光束分束器的直接設(shè)計(jì)仍然是一個(gè)挑戰(zhàn)。由于衍射角度相當(dāng)大，元件的特征尺寸與光的波長(zhǎng)相近。因此，通常使用的傍軸建模方法變得不準(zhǔn)確，需要嚴(yán)格的技術(shù)。因此，在這個(gè)例子中，迭代傅里葉變換算法（IFTA）和薄元件近似（TEA）被用于衍射光學(xué)元件（DOE）的初步設(shè)計(jì)，并且之后使用傅里葉模式方法（FMM）也稱為嚴(yán)格耦合波分析（RCWA）進(jìn)行嚴(yán)格的性能評(píng)估，包括在高度變化的情況下對(duì)優(yōu)點(diǎn)函數(shù)變化的研究。
任務(wù)
? 使用傍軸近似（TEA）進(jìn)行衍射1:7×7光束分束器的初步設(shè)計(jì)，用于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)部分。
? 使用嚴(yán)格分析（FMM/RCWA）對(duì)性能進(jìn)行分析和進(jìn)一步優(yōu)化，以提高均勻性并評(píng)估零階的影響。
展開 非傍軸衍射分束器的設(shè)計(jì)與嚴(yán)格分析
摘要
非傍軸衍射光束分束器的直接設(shè)計(jì)仍然是一個(gè)挑戰(zhàn)。由于衍射角度相當(dāng)大，元件的特征尺寸與光的波長(zhǎng)相近。因此，通常使用的傍軸建模方法變得不準(zhǔn)確，需要嚴(yán)格的技術(shù)。因此，在這個(gè)例子中，迭代傅里葉變換算法（IFTA）和薄元件近似（TEA）被用于衍射光學(xué)元件（DOE）的初步設(shè)計(jì)，并且之后使用傅里葉模式方法（FMM）也稱為嚴(yán)格耦合波分析（RCWA）進(jìn)行嚴(yán)格的性能評(píng)估，包括在高度變化的情況下對(duì)優(yōu)點(diǎn)函數(shù)變化的研究。
任務(wù)
? 使用傍軸近似（TEA）進(jìn)行衍射1:7×7光束分束器的初步設(shè)計(jì)，用于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)部分。
? 使用嚴(yán)格分析（FMM/RCWA）對(duì)性能進(jìn)行分析和進(jìn)一步優(yōu)化，以提高均勻性并評(píng)估零階的影響。
展開 VirtualLab之非傍軸衍射分束器的設(shè)計(jì)與嚴(yán)格分析
摘要
非傍軸衍射光束分束器的直接設(shè)計(jì)仍然是一個(gè)挑戰(zhàn)。由于衍射角度相當(dāng)大，元件的特征尺寸與光的波長(zhǎng)相近。因此，通常使用的傍軸建模方法變得不準(zhǔn)確，需要嚴(yán)格的技術(shù)。因此，在這個(gè)例子中，迭代傅里葉變換算法（IFTA）和薄元件近似（TEA）被用于衍射光學(xué)元件（DOE）的初步設(shè)計(jì)，并且之后使用傅里葉模式方法（FMM）也稱為嚴(yán)格耦合波分析（RCWA）進(jìn)行嚴(yán)格的性能評(píng)估，包括在高度變化的情況下對(duì)優(yōu)點(diǎn)函數(shù)變化的研究。
任務(wù)
? 使用傍軸近似（TEA）進(jìn)行衍射1:7×7光束分束器的初步設(shè)計(jì)，用于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)部分。
? 使用嚴(yán)格分析（FMM/RCWA）對(duì)性能進(jìn)行分析和進(jìn)一步優(yōu)化，以提高均勻性并評(píng)估零階的影響。
模擬與設(shè)置：工具簡(jiǎn)介與整體流程概覽
連接建模技術(shù)：衍射光束分束器
通過配置助手和IFTA進(jìn)行相位設(shè)計(jì)
將傳輸函數(shù)轉(zhuǎn)化為結(jié)構(gòu)
衍射光束分束器表面
衍射光束求解器 - TEA & FMM
光柵級(jí)數(shù) & 可編程光柵分析器
設(shè)計(jì)與評(píng)估結(jié)果：
? 相位函數(shù)設(shè)計(jì)
? 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
? TEA 評(píng)估
? FMM 評(píng)估
? 高度縮放檢查（用于優(yōu)化/容限）
僅相位傳輸設(shè)計(jì)
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
使用TEA進(jìn)行性能評(píng)估
使用FMM進(jìn)行性能評(píng)估
進(jìn)一步的分析（優(yōu)化后，容差分析）
進(jìn)一步優(yōu)化 - 調(diào)整設(shè)計(jì)#1的零階
進(jìn)一步優(yōu)化 - 調(diào)整設(shè)計(jì)#2的零階
進(jìn)一步優(yōu)化 - 調(diào)整設(shè)計(jì)#3的零階
展開 
[VirtualLab] 非傍軸衍射分束器的設(shè)計(jì)與嚴(yán)格分析
摘要
非傍軸衍射光束分束器的直接設(shè)計(jì)仍然是一個(gè)挑戰(zhàn)。由于衍射角度相當(dāng)大，元件的特征尺寸與光的波長(zhǎng)相近。因此，通常使用的傍軸建模方法變得不準(zhǔn)確，需要嚴(yán)格的技術(shù)。因此，在這個(gè)例子中，迭代傅里葉變換算法（IFTA）和薄元件近似（TEA）被用于衍射光學(xué)元件（DOE）的初步設(shè)計(jì)，并且之后使用傅里葉模式方法（FMM）也稱為嚴(yán)格耦合波分析（RCWA）進(jìn)行嚴(yán)格的性能評(píng)估，包括在高度變化的情況下對(duì)優(yōu)點(diǎn)函數(shù)變化的研究。
任務(wù)
? 使用傍軸近似（TEA）進(jìn)行衍射1:7×7光束分束器的初步設(shè)計(jì)，用于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)部分。
? 使用嚴(yán)格分析（FMM/RCWA）對(duì)性能進(jìn)行分析和進(jìn)一步優(yōu)化，以提高均勻性并評(píng)估零階的影響。
模擬與設(shè)置：工具簡(jiǎn)介與整體流程概覽
連接建模技術(shù)：衍射光束分束器
通過配置助手和IFTA進(jìn)行相位設(shè)計(jì)
將傳輸函數(shù)轉(zhuǎn)化為結(jié)構(gòu)
衍射光束分束器表面
衍射光束求解器 - TEA & FMM
光柵級(jí)數(shù) & 可編程光柵分析器
設(shè)計(jì)與評(píng)估結(jié)果：
? 相位函數(shù)設(shè)計(jì)
? 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
? TEA 評(píng)估
? FMM 評(píng)估
? 高度縮放檢查（用于優(yōu)化/容限）
僅相位傳輸設(shè)計(jì)
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
使用TEA進(jìn)行性能評(píng)估
使用FMM進(jìn)行性能評(píng)估
進(jìn)一步的分析（優(yōu)化后，容差分析）
進(jìn)一步優(yōu)化 - 調(diào)整設(shè)計(jì)#1的零階
進(jìn)一步優(yōu)化 - 調(diào)整設(shè)計(jì)#2的零階
進(jìn)一步優(yōu)化 - 調(diào)整設(shè)計(jì)#3的零階
展開 VirtualLab：非傍軸衍射分束器的設(shè)計(jì)與嚴(yán)格分析
摘要
非傍軸衍射光束分束器的直接設(shè)計(jì)仍然是一個(gè)挑戰(zhàn)。由于衍射角度相當(dāng)大，元件的特征尺寸與光的波長(zhǎng)相近。因此，通常使用的傍軸建模方法變得不準(zhǔn)確，需要嚴(yán)格的技術(shù)。因此，在這個(gè)例子中，迭代傅里葉變換算法（IFTA）和薄元件近似（TEA）被用于衍射光學(xué)元件（DOE）的初步設(shè)計(jì)，并且之后使用傅里葉模式方法（FMM）也稱為嚴(yán)格耦合波分析（RCWA）進(jìn)行嚴(yán)格的性能評(píng)估，包括在高度變化的情況下對(duì)優(yōu)點(diǎn)函數(shù)變化的研究。
任務(wù)
? 使用傍軸近似（TEA）進(jìn)行衍射1:7×7光束分束器的初步設(shè)計(jì)，用于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)部分。
? 使用嚴(yán)格分析（FMM/RCWA）對(duì)性能進(jìn)行分析和進(jìn)一步優(yōu)化，以提高均勻性并評(píng)估零階的影響。
展開 VirtualLab：使用自定義的評(píng)價(jià)函數(shù)優(yōu)化高NA分束器
摘要
由于相位和結(jié)構(gòu)之間的直接關(guān)系，衍射分束鏡通常采用一定的傍軸近似來設(shè)計(jì)，這些算法也提供了這種近似，反之亦然。在非傍軸或甚至高NA分束器的情況下，這些近似將引入一些不準(zhǔn)確性，因此，如果不進(jìn)行額外嚴(yán)格的后優(yōu)化，至少建議進(jìn)行嚴(yán)格的分析。在這個(gè)用例中，使用奇數(shù)衍射級(jí)對(duì)典型的二元1:6分束器執(zhí)行這樣嚴(yán)格的評(píng)估。為此，對(duì)初始系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了參數(shù)化，并通過可編程光柵分析器定義了一組自定義的評(píng)價(jià)函數(shù)。對(duì)于參數(shù)優(yōu)化和后續(xù)的公差分析，使用嚴(yán)格的傅里葉模態(tài)法 (FMM)。
建模任務(wù)
衍射分束面初始設(shè)計(jì)(*)
1.采用VirtualLab Fusion的迭代傅里葉變換算法(IFTA)設(shè)計(jì)工具計(jì)算了分束器的初始相位函數(shù)。
2.對(duì)于高度輪廓的轉(zhuǎn)換，采用了基于薄元件近似(TEA)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
(*)不是這個(gè)用例的一部分(**)這些會(huì)話編輯器在衍射光學(xué)工具箱銀版中可用。
TEA和等距抽樣結(jié)構(gòu)的局限性
□ TEA非常適合于最小特征尺寸不小于約5倍波長(zhǎng)的情況。如果不是這樣，振幅/相位分布與設(shè)計(jì)高度輪廓相互作用后可能會(huì)顯示出與期望值的相關(guān)偏差。
□ 因此，需要進(jìn)行嚴(yán)格的評(píng)估。
□ 對(duì)于參數(shù)優(yōu)化，需要對(duì)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)進(jìn)行不同的定義。
后優(yōu)化的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備(參數(shù)化)
衍射分束器表面進(jìn)一步優(yōu)化
哪個(gè)衍射級(jí)次有哪些評(píng)價(jià)函數(shù)？
利用可編程光柵分析器
分束器初始設(shè)計(jì)的嚴(yán)格分析
設(shè)置優(yōu)化參數(shù)
兩個(gè)優(yōu)化過程對(duì)比
在這個(gè)用例中，我們演示了兩種具有不同配置目標(biāo)和約束的優(yōu)化：
□ 在優(yōu)化#1中，優(yōu)先考慮均勻性誤差。
□ 在優(yōu)化#2中，0級(jí)也要最小化。
展開 非近軸衍射分束器的設(shè)計(jì)與優(yōu)化
衍射分束器能夠通過預(yù)先設(shè)置的功率比值將單束激光分割成多束，廣泛應(yīng)用于激光材料加工和光學(xué)計(jì)量等領(lǐng)域。但是由于非近軸、高數(shù)值孔徑分束和衍射角所需的特征尺寸較小，這種器件的設(shè)計(jì)和優(yōu)化可能具有難度。VirtualLab Fusion為光學(xué)工程師提供了幾個(gè)工具來幫助他們完成這項(xiàng)任務(wù)。
為了說明一般工作流程，我們展示了兩個(gè)案例：在第一個(gè)案例中，我們采用迭代傅里葉變換算法(IFTA)和基于薄元近似（TEA）的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)生成一系列分束器的初始設(shè)計(jì)，然后通過傅里葉模態(tài)法或嚴(yán)格耦合波分析(FMM/RCWA)進(jìn)一步優(yōu)化。為了給最后一個(gè)優(yōu)化步驟定義一個(gè)合適和有效的優(yōu)化函數(shù)，應(yīng)用了可編程光柵分析器。第二個(gè)示例更詳細(xì)地介紹了這一部分。
非近軸衍射分束器的嚴(yán)格分析
采用傅里葉模態(tài)法(FMM)對(duì)非近軸衍射分束器進(jìn)行了嚴(yán)格的評(píng)價(jià)，該方法最初采用迭代傅里葉變換算法(IFTA)和薄元近似算法(TEA)進(jìn)行設(shè)計(jì)。
高數(shù)值孔徑分束器優(yōu)化與用戶定義的優(yōu)化函數(shù)
這個(gè)應(yīng)用案例演示了如何定義和使用用戶自定義優(yōu)化函數(shù)，用于評(píng)估和優(yōu)化衍射高數(shù)值孔徑分束器的衍射級(jí)次效率。
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