非近軸衍射仿真
關注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時間：2026-01-04
非近軸衍射仿真的實例教程
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(jié)構的初始設計，然后將傅里葉模態(tài)法（FMM）應用于嚴格的性能評估。
設計任務
純相位傳輸?shù)脑O計
使用迭代傅立葉變換算法（IFTA）進行純相位傳輸設計。
結(jié)構設計
在近軸假設下使用薄元近似（TEA）進行結(jié)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(tài)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(yōu)化–零階調(diào)整
無需任何假設即可使用FMM直接進行結(jié)構優(yōu)化。
進一步優(yōu)化–零階調(diào)整
無需任何假設即可使用FMM直接進行結(jié)構優(yōu)化。
展開 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(shù)值孔徑分束和衍射角所需的特征尺寸較小，這種器件的設計和優(yōu)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(jié)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(tài)法或嚴格耦合波分析(FMM/RCWA)進一步優(yōu)化。為了給最后一個優(yōu)化步驟定義一個合適和有效的優(yōu)化函數(shù)，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(tài)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(shù)值孔徑分束器優(yōu)化與用戶定義的優(yōu)化函數(shù)
這個應用案例演示了如何定義和使用用戶自定義優(yōu)化函數(shù)，用于評估和優(yōu)化衍射高數(shù)值孔徑分束器的衍射級次效率。
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(jié)構的初始設計，然后將傅里葉模態(tài)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(jié)構的初始設計，然后將傅里葉模態(tài)法（FMM）應用于嚴格的性能評估。
設計任務
純相位傳輸?shù)脑O計
使用迭代傅立葉變換算法（IFTA）進行純相位傳輸設計。
結(jié)構設計
在近軸假設下使用薄元近似（TEA）進行結(jié)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(tài)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(yōu)化–零階調(diào)整
無需任何假設即可使用FMM直接進行結(jié)構優(yōu)化。
進一步優(yōu)化–零階調(diào)整
無需任何假設即可使用FMM直接進行結(jié)構優(yōu)化。
展開 MO.001（1.3）
作者：Michael Kuhn （LightTrans）
相關案例：23.01
相關教程：-
需求：VirtualLab Fusion-基本工具箱
許可證：CC-BY-SA 3.0
1.建模任務
? 偏振：x方向的線性偏振
? 激光直徑（1/e2）：3.26mm
? 波長：632.8nm
衍射光束整形器元件傳輸
像素大小：21.5×21.5um
像素：250×250
直徑：5.4×5.4mm
相位級次：4
2.光路圖
開始光學系統(tǒng)仿真
3.系統(tǒng)仿真
? 目標屏上的強度
? 效率：72%
? 均勻性誤差：3.7%
4.結(jié)論
? 可以仿真近軸和非近軸透鏡以及透鏡系統(tǒng)。
? 已存儲的傳輸函數(shù)允許將任意振幅和相位調(diào)節(jié)引入到光波。
? 允許仿真衍射光學元件產(chǎn)生的效應。
展開 
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非近軸衍射仿真的最新內(nèi)容
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(yōu)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(zhàn)。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(shù)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
摘要
直接設計非近軸衍射分束器仍然是一個挑戰(zhàn)。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(shù)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(jié)構，和傅里葉模態(tài)方法(FMM)隨后應用于嚴格的性能評估。
設計任務
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(jié)構的初始設計，然后將傅里葉模態(tài)法（FMM）應用于嚴格的性能評估。
摘要
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(shù)值孔徑分束和衍射角所需的特征尺寸較小，這種器件的設計和優(yōu)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）
摘要
直接設計非近軸衍射分束器仍然是一個挑戰(zhàn)。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(shù)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(jié)構，和傅里葉模態(tài)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(yōu)化零階均勻性和影響
摘要
直接設計非近軸衍射分束器仍然是一個挑戰(zhàn)。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(shù)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(jié)構，和傅里葉模態(tài)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(yōu)化零階均勻性和影響
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(jié)構的初始設計，然后將傅里葉模態(tài)法（FMM）應用于嚴格的性能評估。
設計任務
純相位傳輸?shù)脑O計
使用迭代傅立葉變換算法
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(jié)構的初始設計，然后將傅里葉模態(tài)法（FMM）應用于嚴格的性能評估。
設計任務
純相位傳輸?shù)脑O計
使用迭代傅立葉變換算法
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(jié)構的初始設計，然后將傅里葉模態(tài)法（FMM）應用于嚴格的性能評估。
設計任務
純相位傳輸?shù)脑O計
MO.001（1.3）
作者：Michael Kuhn （LightTrans）
相關案例：23.01
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許可證：CC-BY-SA 3.0
1.建模任務
? 偏振：x方向的線性偏振
? 激光直徑（1/e2）：3.26mm
? 波長：632.8nm
