非近轴衍射分束器的设计与优化

衍射分束器能够通过预先设置的功率比值将单束激光分割成多束，广泛应用于激光材料加工和光学计量等领域。但是由于非近轴、高数值孔径分束和衍射角所需的特征尺寸较小，这种器件的设计和优化可能具有难度。VirtualLab Fusion为光学工程师提供了几个工具来帮助他们完成这项任务。

 

为了说明一般工作流程，我们展示了两个案例：在第一个案例中，我们采用迭代傅里叶变换算法(IFTA)和基于薄元近似（TEA）的结构设计生成一系列分束器的初始设计，然后通过傅里叶模态法或严格耦合波分析(FMM/RCWA)进一步优化。为了给最后一个优化步骤定义一个合适和有效的优化函数，应用了可编程光栅分析器。第二个示例更详细地介绍了这一部分。
 

非近轴衍射分束器的严格分析
 

 

采用傅里叶模态法(FMM)对非近轴衍射分束器进行了严格的评价，该方法最初采用迭代傅里叶变换算法(IFTA)和薄元近似算法(TEA)进行设计。
 

高数值孔径分束器优化与用户定义的优化函数
 

 

这个应用案例演示了如何定义和使用用户自定义优化函数，用于评估和优化衍射高数值孔径分束器的衍射级次效率。