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    [分享]光学系统中的光栅建模——实例讨论 [复制链接]

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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2021-02-05
    1. 摘要 A?_=K  
    :B3[:MpL}  
    光栅是当前光学中最常用的衍射光学元件。如今已常用于复杂光学系统,与其他组件协同作用。因此,迫切需要对系统内部的光栅进行分析,从而评估系统的性能。我们将通过实例说明如何在VirtualLab Fusion对系统中的光栅建模。并将对光栅的对准、光栅级次通道设置以及光栅角度响应等问题进行讨论。 Q!- 0xlx  
    v+p {|X-  
    )?_#gLrE6  
    H]Hv;fcC  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 \(226^|j  
    dS^T$sz.co  
     单光栅分析 `E+Jnu,jC  
    −通过主窗口“光栅”菜单,可以进入仅针对光栅的特殊评估环境。 =q N2Xg/  
    −它有助于分析和可视化光栅的衍射特性,例如衍射角度和效率。 zp\8_U @  
    S$KFf=0  
    P96pm6H_;  
     系统内的光栅建模 HeBcT^a  
    DZzN>9<)^  
    −在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。 oFOnjK"|F  
    −这样可以对系统内的光栅进行建模,从而在考虑光栅可能产生的影响的情况下评估系统性能。 mF` B#  
    (c0A.L)  
    >WY#4  
    a]Lp?  
    两种建模方法通常可以一起使用,如先优化光栅结构本身,然后将其插入系统。 )`^p%k  
    [MuEoWrq(}  
    3. 系统中的光栅对准 OL4z%mDZi  
    U(~+o  
    3u%{dGa  
     安装光栅堆栈 + QQS={  
    −为了描述系统内的光栅,光栅堆栈始终固定在参考表面上(仅平面)。 2WUT/{:X  
    −参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 gV&z2S~"  
     堆栈方向 .<kqJ|SVi  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 'SQG>F Uy  
    h iNEJ_f  
    l5L.5 $N  
    !i=nSqW  
    VfT*7_  
     安装光栅堆栈 xf|mlHS+  
    - 为了描述系统内的光栅,光栅堆栈始终固定在参考表面上(仅平面)。 [+qCs7'  
    - 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 bn |zl!Pq  
     堆栈方向 Da"j E  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。  }fp-5  
    - 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。 ^eW}XRI  
    B"%{i-v>**  
    qzb<J=FAU  
    @&[T _l  
    0uBl>A7qhn  
     横向位置 JxyB(  
    −对系统中的一般场与光栅的相互作用进行建模时,必须考虑光栅的横向位置。 hYawU@R  
    −例如,激光束(紧密地)聚焦在线性光栅的带状结构或者气隙上,效果可能会大不相同。 3sd"nR?aX  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 )7_"wD` z  
     在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或 `^lYw:xA  
     通过组件定位选项。 m&|`x  
    2t $j  
    ,o]4?-  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理
    >>[ G1   
    ou %/l4dC  
    b(9FZ]7S  
     单光栅分析 4H@Wc^K  
    - 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 QBR=0(giF  
     系统内的光栅建模 znJ'iV f  
    - 但是,任何现实的光栅结构都放置在基底上,使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。 EI\9_}@,  
    - 平面建模考虑了菲涅耳损耗,但不与光栅叠层的FMM计算耦合。 7Pa@1']  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。   zxp`  
    ;E'"Ks[GH  
    LzYO$Ir:g  
    ak:c rrkx  
    5. 光栅级次通道选择 +f[ED4E>'(  
    02Ia2e.f  
    vf8\i-U=  
     方向 *cyeO*  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。 NKQOUw:qn  
     衍射级次选择 a')|1DnR  
    - 对于方向组合,可能会有多个衍射级。 : }`-B0  
    - 并非总是需要考虑所有衍射级,建议仅使用感兴趣的衍射级。 (ND4Q[*6  
     备注 n8. kE)?  
    - 在FMM计算中,光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 w9|w2UK  
    5O`dO9g}$  
    %$TGzK1  
    7w3CXY  
    6. 光栅的角度响应 &d'Awvy0  
    C)cwAU|h#  
    <x!GE>sf+  
     衍射特性的相关性 1 E22R  
    - 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。 zq%D/H6J,  
    - 对于不同的波长/偏振,衍射效率也不同,并且对于不同的入射角,衍射效率也不相同。 Q);n<Z:X~  
    - 为了解决与角度有关的衍射行为,可能需要指定k域中的采样点(等效于角度空间) Y[ N^p#t{  
    - 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 Ja ,Cvt  
    T7f ${  
    nJ" '  
    t+Op@*#%  
    示例#1:光栅物体的成像 @JRNb=?a  
    Zk[&IBE_  
    1. 摘要 mXXt'_"  
    w}CmfR  
    Oez>X=Xf  
    +d|mR9^([  
    查看完整应用使用案例
    M'!U<Y -  
    CA +uKM^"6  
    2. 光栅配置与对准 'FYJMIs  
       *OyHHq|>q  
    5[Pr|AY  
    O-4C+?V  
    `~cuQ<3Tn  
    *cO sv  
    SI8%M=P>  
    3. 光栅级次通道的选择 mLL340c#\  
    _@R0x#p5M  
    >,DbNmi  
       B7z -7&TE  
    示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试 (xq%  
    B7"PIkk;  
    1. 光栅配置和对准 _ A 0w[n  
    J "FC%\|  
    AdWq Q  
    0VK-g}"x  
    查看完整应用使用案例 "HXYNS>  
    $2%f 8&  
    2. 基底处理 #h@J=Ki  
    ,$eK-w  
    U#1bp}y  
    CNww`PX,zZ  
    3. 谐振波导光栅的角响应 -Qn=|2Mm?  
    %r+vSGt;5  
    vpU#xm.K  
    5?Wto4j  
    4. 谐振波导光栅的角响应 Lq>&d,F06)  
    pZU9^Z?~6  
    ~l2aNVv;  
       UswZG^Wh  
    示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 ko^\ HSXl  
    Ks\ NE=;5  
    1. 用于超短脉冲的光栅 ~g7l8H67  
    f}D1|\7  
    M,5"b+mX[~  
    b2@VxdFN  
    查看完整应用使用案例
    nW|wY.  
    " ZX3sfkh  
    2. 设计和建模流程 21(p|`X  
    7+hK~  
    jM:Y' l]  
    #b7$TV  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 !@'%G6:.  
    FaBqj1O1  
    iS?42CV  
    ;us%/kOR  
    文件信息 yObuWDA9  
    t5[[JD1V  
    jP~Z`y f  
    `CeJWL5{  
    进一步阅读 _f6HAGDN  
    - Configuration of Grating Structures by Using Interfaces b$eXFi/  
    - Configuration of Grating Structures by Using Special Media e${>#>  
    - VirtualLab Fusion Technology – FMM / RCWA [S-Matrix]
    `EtS!zD~b  
    @zgdq  
    V i&*&"q  
    QQ:2987619807 iZZ (4  
     
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    只看该作者 1楼 发表于: 2021-03-01
    楼主有VIRTUALLAB 可用的软件吗
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    wmh1985:楼主有VIRTUALLAB 可用的软件吗 (2021-03-01 17:20)  1|8<H~&  
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