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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)對非近軸衍射分束器進(jìn)行了嚴(yán)格的評價(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)，用于評估和優(yōu)化衍射高數(shù)值孔徑分束器的衍射級次效率。