非近軸衍射分束器設計
關注創建者：匿名 創建時間：2026-01-04
非近軸衍射分束器設計的實例教程
衍射分束器能夠通過預先設置的功率比值將單束激光分割成多束，廣泛應用于激光材料加工和光學計量等領域。但是由于非近軸、高數值孔徑分束和衍射角所需的特征尺寸較小，這種器件的設計和優化可能具有難度。VirtualLab Fusion為光學工程師提供了幾個工具來幫助他們完成這項任務。
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 摘要
直接設計非近軸衍射分束器仍然是很困難的。由于有相對較大的分束角，元件的特征尺寸一般等于或小于工作波長。因此，它通常超出近軸建模方法的范圍。在此示例中，將迭代傅里葉變換算法（IFTA）和薄元件近似（TEA）用于衍射元結構的初始設計，然后將傅里葉模態法（FMM）應用于嚴格的性能評估。
設計任務
純相位傳輸的設計
使用迭代傅立葉變換算法（IFTA）進行純相位傳輸設計。
結構設計
在近軸假設下使用薄元近似（TEA）進行結構設計。
使用TEA進行性能評估
在近軸假設下使用TEA進行評估，即與設計方法相同
使用傅里葉模態法進行性能評估
使用嚴格的FMM進行評估以檢查非近軸情況下的實際性能。
進一步優化–零階調整
無需任何假設即可使用FMM直接進行結構優化。
進一步優化–零階調整
無需任何假設即可使用FMM直接進行結構優化。
展開 摘要
直接設計非近軸衍射分束器仍然是很困難的。由于有相對較大的分束角，元件的特征尺寸一般等于或小于工作波長。因此，它通常超出近軸建模方法的范圍。在此示例中，將迭代傅里葉變換算法（IFTA）和薄元件近似（TEA）用于衍射元結構的初始設計，然后將傅里葉模態法（FMM）應用于嚴格的性能評估。
設計任務
純相位傳輸的設計
使用迭代傅立葉變換算法（IFTA）進行純相位傳輸設計。
結構設計
在近軸假設下使用薄元近似（TEA）進行結構設計。
使用TEA進行性能評估
在近軸假設下使用TEA進行評估，即與設計方法相同
使用傅里葉模態法進行性能評估
使用嚴格的FMM進行評估以檢查非近軸情況下的實際性能。
進一步優化–零階調整
無需任何假設即可使用FMM直接進行結構優化。
進一步優化–零階調整
無需任何假設即可使用FMM直接進行結構優化。
展開 直接設計非近軸衍射分束器仍然是很困難的。由于有相對較大的分束角，元件的特征尺寸一般等于或小于工作波長。因此，它通常超出近軸建模方法的范圍。在此示例中，將迭代傅里葉變換算法（IFTA）和薄元件近似（TEA）用于衍射元結構的初始設計，然后將傅里葉模態法（FMM）應用于嚴格的性能評估。
摘要
摘要
直接設計非近軸衍射分束器仍然是很困難的。由于有相對較大的分束角，元件的特征尺寸一般等于或小于工作波長。因此，它通常超出近軸建模方法的范圍。在此示例中，將迭代傅里葉變換算法（IFTA）和薄元件近似（TEA）用于衍射元結構的初始設計，然后將傅里葉模態法（FMM）應用于嚴格的性能評估。
設計任務
純相位傳輸的設計
使用迭代傅立葉變換算法（IFTA）進行純相位傳輸設計。
結構設計
在近軸假設下使用薄元近似（TEA）進行結構設計。
使用TEA進行性能評估
在近軸假設下使用TEA進行評估，即與設計方法相同
使用傅里葉模態法進行性能評估
使用嚴格的FMM進行評估以檢查非近軸情況下的實際性能。
進一步優化–零階調整
無需任何假設即可使用FMM直接進行結構優化。
進一步優化–零階調整
無需任何假設即可使用FMM直接進行結構優化。
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點陣投影儀能夠將入射光束分割成密集的離散點陣列，近年來應用迅速增長。為了實現所需的高點數，這些設備通常會結合高度發散的光源板與分束器。
在這些系統的模擬中，在精度和速度之間取得合適的平衡是相當具有挑戰性的：一方面，分束器的小結構需要應用嚴格的方法，而計算量往往很大。另一方面，模擬應該足夠快捷，能夠在內存使用和時間的合理范圍內產生結果。此外，該系統通常不僅包括點陣投影儀，而且如果不是其他的附加的光學元件如透鏡下
摘要
非傍軸衍射光束分束器的直接設計仍然是一個挑戰。由于衍射角度相當大，元件的特征尺寸與光的波長相近。因此，通常使用的傍軸建模方法變得不準確，需要嚴格的技術。因此，在這個例子中，迭代傅里葉變換算法（IFTA）和薄元件近似（TEA）被用于衍射光學元件（DOE）的初步設計，并且之后使用傅里葉模式方法（FMM）也稱為嚴格耦合波分析（RCWA）進行嚴格的性能評估，包括在高度變化的情況下對優點函數變化的研究
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
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。
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。
非近軸衍射分束器的設計與嚴格分析6個月前
直接設計非近軸衍射分束器仍然是很困難的。由于有相對較大的分束角，元件的特征尺寸一般等于或小于工作波長。因此，它通常超出近軸建模方法的范圍。在此示例中，將迭代傅里葉變換算法（IFTA）和薄元件近似（TEA）用于衍射元結構的初始設計，然后將傅里葉模態法（FMM）應用于嚴格的性能評估。
摘要
與傳統光柵相比，尤其是在非傍軸情況下，超光柵具有優勢。在此示例中，我們設計了一個將入射光束分成3x3光束的二維（2D）超光柵。超光柵由圓形納米柱構成，并且在VirtualLab Fusion中，我們使用FMM / RCWA評估超光柵的衍射效率。 并且，我們展示了如何使用參數優化工具來提高衍射效率的均勻性。
設計任務
<p> 點陣投影儀能夠將入射光束分割成密集的離散點陣列，近年來應用迅速增長。為了實現所需的高點數，這些設備通常會結合高度發散的光源板與分束器。</p><p>在這些系統的模擬中，在精度和速度之間取得合適的平衡是相當具有挑戰性的：一方面，分束器的小結構需要應用嚴格的方法，而計算量往往很大。另一方面，模擬應該足夠快捷，能夠在內存使用和時間的合理范圍內產生結果。此外，該系統通常不僅包括點陣投影儀，而且如果不是其他的附加的光學元件如透鏡下
用于點陣投影儀的非近軸分束器10個月前
在這些系統的模擬中，在精度和速度之間取得合適的平衡是相當具有挑戰性的：一方面，分束器的小結構需要應用嚴格的方法，而計算量往往很大。另一方面，模擬應該足夠快捷，能夠在內存使用和時間的合理范圍內產生結果。此外，該系統通常不僅包括點陣投影儀，而且如果不是其他的附加的光學元件如透鏡下，至少還包括在自由空間中傳播。
摘要
非傍軸衍射光束分束器的直接設計仍然是一個挑戰。由于衍射角度相當大，元件的特征尺寸與光的波長相近。因此，通常使用的傍軸建模方法變得不準確，需要嚴格的技術。因此，在這個例子中，迭代傅里葉變換算法（IFTA）和薄元件近似（TEA）被用于衍射光學元件（DOE）的初步設計，并且之后使用傅里葉模式方法（FMM）也稱為嚴格耦合波分析（RCWA）進行嚴格的性能評估，包括在高度變化的情況下對優點函數變化的研究
非傍軸衍射分束器的設計與嚴格分析10個月前
摘要
非傍軸衍射光束分束器的直接設計仍然是一個挑戰。由于衍射角度相當大，元件的特征尺寸與光的波長相近。因此，通常使用的傍軸建模方法變得不準確，需要嚴格的技術。因此，在這個例子中，迭代傅里葉變換算法（IFTA）和薄元件近似（TEA）被用于衍射光學元件（DOE）的初步設計，并且之后使用傅里葉模式方法（FMM）也稱為嚴格耦合波分析（RCWA）進行嚴格的性能評估，包括在高度變化的情況下對優點函數變化的研究
