薄元近似的案例
VirtualLab：薄元近似(TEA)與傅里葉模態法(FMM)的光柵建模
摘要
薄元近似(TEA)是傅里葉光學中廣泛應用的計算光柵衍射效率的方法。然而，我們也知道，對于較小的光柵周期，也就是當其更接近于光的波長時，近似變得不準確。在本例中，選擇了兩種類型的傳輸光柵來展示這種效果:正弦光柵和閃耀光柵。我們使用TEA和FMM(也稱為RWCA，這是嚴格的)來分析這種具有不同周期的光柵，通過比較結果，我們研究了兩種方法的表現
建模任務
光柵元件
通用光柵組件（General Grating Component）允許用戶在模擬中選擇不同的求解算法。用戶可以在嚴格的傅里葉模態法(FMM)和近似，但更快的薄元近似(TEA)之間進行選擇。關于解算器的更多信息可以在這里找到:
? FMM/RCWA
? Diffractive Lens Component
正弦光柵-效率vs高度(只用TEA)
正弦光柵-傳輸相位形態
正弦光柵-傳輸相位形態
正弦光柵-衍射效率
正弦光柵-效率vs.
展開 VirtualLab：薄元近似(TEA)與傅里葉模態法(FMM)的光柵建模
摘要
薄元近似(TEA)是傅里葉光學中廣泛應用的計算光柵衍射效率的方法。然而，我們也知道，對于較小的光柵周期，也就是當其更接近于光的波長時，近似變得不準確。在本例中，選擇了兩種類型的傳輸光柵來展示這種效果:正弦光柵和閃耀光柵。我們使用TEA和FMM(也稱為RWCA，這是嚴格的)來分析這種具有不同周期的光柵，通過比較結果，我們研究了兩種方法的表現
建模任務
光柵元件
通用光柵組件（General Grating Component）允許用戶在模擬中選擇不同的求解算法。用戶可以在嚴格的傅里葉模態法(FMM)和近似，但更快的薄元近似(TEA)之間進行選擇。關于解算器的更多信息可以在這里找到:
? FMM/RCWA
? Diffractive Lens Component
正弦光柵-效率vs高度(只用TEA)
正弦光柵-傳輸相位形態
正弦光柵-傳輸相位形態
正弦光柵-衍射效率
正弦光柵-效率vs.
展開 VirtualLab：薄元近似(TEA)與傅里葉模態法(FMM)的光柵建模
摘要
薄元近似(TEA)是傅里葉光學中廣泛應用的計算光柵衍射效率的方法。然而，我們也知道，對于較小的光柵周期，也就是當其更接近于光的波長時，近似變得不準確。在本例中，選擇了兩種類型的傳輸光柵來展示這種效果:正弦光柵和閃耀光柵。我們使用TEA和FMM(也稱為RWCA，這是嚴格的)來分析這種具有不同周期的光柵，通過比較結果，我們研究了兩種方法的表現
建模任務
光柵元件
通用光柵組件（General Grating Component）允許用戶在模擬中選擇不同的求解算法。用戶可以在嚴格的傅里葉模態法(FMM)和近似，但更快的薄元近似(TEA)之間進行選擇。關于解算器的更多信息可以在這里找到:
? FMM/RCWA
? Diffractive Lens Component
正弦光柵-效率vs高度(只用TEA)
正弦光柵-傳輸相位形態
正弦光柵-傳輸相位形態
正弦光柵-衍射效率
正弦光柵-效率vs.
展開 薄元近似與FMM/RCWA
作為衍射光學領域廣泛使用的方法，薄元近似（TEA）在計算薄衍射元件的衍射效率時非常有效。 但在另一方面，當衍射光柵的周期小到可以與波長相比較時，這種近似將會變得不準確。 我們選擇了兩種常用的透射光柵輪廓（正弦和閃耀），并應用TEA和嚴格的FMM / RCWA進行分析，用來比較兩種方法的結果。 用于光柵建模的TEA與FMM
我們同時使用TEA和FMM（也稱為RCWA）來分析兩種周期不同的光柵（正弦光柵和閃耀光柵），并比較了兩種方法的結果。 閃耀光柵的傅里葉模態分析
在VirtualLab Fusion中，傅里葉模態方法（FMM）可用于光柵效率的嚴格分析。
展開 
[NEWSLETTER] 薄元近似與FMM/RCWA
作為衍射光學領域廣泛使用的方法，薄元近似（TEA）在計算薄衍射元件的衍射效率時非常有效。 但在另一方面，當衍射光柵的周期小到可以與波長相比較時，這種近似將會變得不準確。 我們選擇了兩種常用的透射光柵輪廓（正弦和閃耀），并應用TEA和嚴格的FMM / RCWA進行分析，用來比較兩種方法的結果。
用于光柵建模的TEA與FMM
我們同時使用TEA和FMM（也稱為RCWA）來分析兩種周期不同的光柵（正弦光柵和閃耀光柵），并比較了兩種方法的結果。
閃耀光柵的傅里葉模態分析
在VirtualLab Fusion中，傅里葉模態方法（FMM）可用于光柵效率的嚴格分析。
更多相關信息，請發送郵件至：support@infotek.com.cn / support@infocrops.com
展開 薄元近似（TEA）與傅立葉模態方法（FMM）在光柵建模中的對比
摘要
薄元近似（TEA）是一種廣泛使用的方法，例如傅立葉光學計算光柵的衍射效率。 然而，眾所周知，相對較小的光柵周期，該近似變得不準確。 在此示例中，我們選擇兩種類型的透射光柵：正弦光柵和閃耀光柵。 我們同時使用TEA和FMM（也稱為RWCA，是嚴格算法）來分析具有不同周期的此類光柵，并通過比較結果來研究這兩種方法的特性。
建模任務
正弦光柵—效率與高度（TEA）
正弦光柵—透射相位曲線
正弦光柵—透射相位曲線
正弦光柵—衍射效率
正弦光柵—效率與周期
正弦光柵—特定周期下的相位曲線
閃耀光柵—效率與高度（TEA）
閃耀光柵—透射相位曲線
閃耀光柵—衍射效率
閃耀光柵—效率與周期
閃耀光柵—特定周期下的相位曲線
VirtualLab Fusion一瞥
VirtualLab Fusion工作流程
? 設置光柵結構
?使用界面配置光柵結構[用戶案例]
? 分析光柵衍射效率
?光柵階次分析器[用戶案例]
? 通過參數運行檢查不同參數的影響
? 利用參數運行文檔[用戶案例]
VirtualLab Fusion技術
文件信息
進一步閱讀
- 用于光導耦合的傾斜光柵分析
- 光柵級次分析器
展開 [VirtualLab] 薄元近似（TEA）與傅立葉模態方法（FMM）在光柵建模中的對比
摘要
薄元近似（TEA）是一種廣泛使用的方法，例如傅立葉光學計算光柵的衍射效率。 然而，眾所周知，相對較小的光柵周期，該近似變得不準確。 在此示例中，我們選擇兩種類型的透射光柵：正弦光柵和閃耀光柵。 我們同時使用TEA和FMM（也稱為RWCA，是嚴格算法）來分析具有不同周期的此類光柵，并通過比較結果來研究這兩種方法的特性。
薄元近似(TEA)與傅里葉模態法(FMM)的光柵建模
[圖片]
VirtualLab Fusion應用：非近軸衍射分束器的設計與嚴格分析
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。
展開 VirtualLab Fusion應用：非近軸衍射分束器的設計與嚴格分析
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。
展開 VirtualLab Fusion：衍射透鏡元件
總結:理想衍射透鏡的計算方法
采用帶理想光柵函數的局部線性光柵近似法（LLGA）計算衍射透鏡的理想曲面。具體步驟如下:
1.曲面上的輸入場被看作是局部平面波(LPWs)的組成。
2.每個LPW看到的曲面部分被認為是一個線性光柵(局部)。
3. 用理想光柵函數建模了LPW與局部線性光柵的相互作用。
4. 理想光柵函數是由衍射階數、各階次衍射和衍射透鏡的波前相位響應決定的。它的工作不提供關于透鏡(理想衍射透鏡)的實際形狀的信息。
更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions
實衍射透鏡的參數設置
對于衍射透鏡的真實結構，VirtualLab Fusion通過應用薄元近似(TEA)計算透鏡的高度。此外，通過使用薄元近似(TEA)和傅里葉模態法 (FMM)算法的組合自動評估階次的效率。此外，用戶可以指定衍射元件的特征，如設計波長和所需的分層。
也可以通過使用Export Structure按鈕導出設計的高度剖面。
可用結構的高度計算(TEA)
衍射曲面高度結構定義為：
可選參數-分層水平
總結：真實衍射透鏡計算方法
用傅里葉模態法/嚴格耦合波分析(FMM/RCWA)或薄元近似(TEA)的局部線性光柵近似(LLGA)來計算真實的衍射透鏡表面。其步驟是：
1. 將曲面上的輸入場處理為局部平面波(LPWs)的合成。
2. 每個LPW所看到的表面部分被認為是線性光柵 (局部)。
3.
展開 
VirtualLab Fusion應用：非近軸衍射分束器的設計與嚴格分析
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。
展開 非近軸衍射分束器的設計與優化
為了說明一般工作流程，我們展示了兩個案例：在第一個案例中，我們采用迭代傅里葉變換算法(IFTA)和基于薄元近似（TEA）的結構設計生成一系列分束器的初始設計，然后通過傅里葉模態法或嚴格耦合波分析(FMM/RCWA)進一步優化。為了給最后一個優化步驟定義一個合適和有效的優化函數，應用了可編程光柵分析器。第二個示例更詳細地介紹了這一部分。
非近軸衍射分束器的嚴格分析
采用傅里葉模態法(FMM)對非近軸衍射分束器進行了嚴格的評價，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)進行設計。
高數值孔徑分束器優化與用戶定義的優化函數
這個應用案例演示了如何定義和使用用戶自定義優化函數，用于評估和優化衍射高數值孔徑分束器的衍射級次效率。
展開 VirtualLab Fusion：設計和分析GRIN擴散器
6.通過GRIN介質傳播
? 通過折射率調制層傳播的傳播模型：
- 薄元近似
- 分步光束傳播方法。
? 對于這個案例，薄元近似足夠準確。
? 在傳播面板上選擇傳播方法，并且編輯傳播設置。
? 場采樣必須設置為手動模式并且采樣距離為4.5μm（半像素尺寸）。
7.模擬結果
角強度分布
（參見Sc563_GRIN_Diffuser_3.lpd）
8.結論
? VirtualLab Fusion支持設計GRIN衍射光學元件和全息圖。
? 優化的GRIN元件可以生成任意的二維強度分布。
? 可以模擬通過x/y平面上任意調制的介質中的光傳播。
VirtualLab運用：設計和分析GRIN擴散器
6.通過GRIN介質傳播
?通過折射率調制層傳播的傳播模型：
-薄元近似
-分步光束傳播方法。
?對于這個案例，薄元近似足夠準確。
?在傳播面板上選擇傳播方法，并且編輯傳播設置。
?場采樣必須設置為手動模式并且采樣距離為4.5μm（半像素尺寸）。
7.模擬結果
角強度分布
（參見Sc563_GRIN_Diffuser_3.lpd）
8.結論
?VirtualLab Fusion支持設計GRIN衍射光學元件和全息圖。
?優化的GRIN元件可以生成任意的二維強度分布。
?可以模擬通過x/y平面上任意調制的介質中的光傳播。
