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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 1!KROes4  
    H; NV?CD  
    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。 u MEM7$o  
    Hi A E9  
    755,=U8'wi  
    oGRk/@  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 Cjx4vP  
    *3H=t$1G}  
     单光栅分析 lcie6'<  
    −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。 ]*#i_dho7  
    −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。 cry1gnWG  
    x-m*p^}  
    $Lr& V~  
     系统内的光栅建模 F#gA2VCm  
    @"@|O>KJ  
    −在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。  yf:Vhr  
    −这样可以对系统内的光栅进行建模,从而在考虑光栅可能产生的影响的情况下评估系统性能。 <NMJkl-r8r  
    n.&7lg^X  
    &t[[4+Qt  
    Lw}-oE !U  
    两种建模方法通常可以一起使用,如先优化光栅结构本身,然后将其插入系统。 b^VRpv  
    ~;3yjO)l?)  
    3. 系统中的光栅对准 c,xdkiy3  
    q< XFw-Pv  
    DjM*U52Yfj  
     安装光栅堆栈 ~t)cbF(UO  
    −为了描述系统内的光栅,光栅堆栈始终固定在参考表面上(仅平面)。 6sBt6?_T  
    −参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 ?> }p'{I  
     堆栈方向 C< c6Ub  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 hOwb   
    509T?\r  
    gx.\H3y  
    gz~oQ l)zJ  
    )X0=z1$  
     安装光栅堆栈 m$p}cok#+S  
    - 为了描述系统内的光栅,光栅堆栈始终固定在参考表面上(仅平面)。 E`o_R=%  
    - 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 eUcb e33  
     堆栈方向 "V' r}>  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 '#7k9\  
    - 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。 ga;nM#/  
    9\4x<*  
    h$&Tg_/'#D  
    ZAr6RRv ^  
    5@2Rl>B$  
     横向位置 ]lwf6'  
    −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。 {Dpsr` &  
    −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。 .dU91> ~Ov  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 F9 r5 Z  
     在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或 #yochxF_  
     通过组件定位选项。 @P7'MiP]K  
    <D.E .^Y  
    ^3dc#5]Xf  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理
    1eD#-tzV  
    <  o?ua}  
    ,Vi_~b  
     单光栅分析 nK;d\DO  
    - 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 !, BJO3&  
     系统内的光栅建模 :^]Po$fl  
    - 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。 3+Lwtb}XPF  
    - 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。 peVY2\1>R  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 AwZ@)0Wy  
    ';3>rv_  
    =`3r'c  
    VeWh9:"bJ  
    5. 光栅级次通道选择 Fqeqn[,  
    t{] 6GlW  
    -s 0SQe{!_  
     方向 z:-{Y2F  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。 g=\(%zfsxr  
     衍射级次选择 `j{3|C=  
    - 对于方向组合,可能会有多个衍射级。 wO,qFY  
    - 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。 SSI> +A  
     备注 PB^rniYh  
    - 在FMM计算中,光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 7KlL%\  
    8WytvwB}  
    jwk+&S  
    .4a|^ vT  
    6. 光栅的角度响应 Yb5U^OjyJ  
    lf( +]k30  
    ._0$#J S[  
     衍射特性的相关性 "o- -MBq4  
    - 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。 ^VYR}1Mw  
    - 对于不同的波长/偏振,衍射效率也不同,并且对于不同的入射角,衍射效率也不相同。 Qr R+3kxM  
    - 为了解决与角度有关的衍射行为,可能需要指定k域中的采样点(等效于角度空间) %Ik5|\ob?  
    - 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 791v>h    
    )j8'6tk)Z  
    %1{S{FB  
    lz`\Q6rZ  
    示例#1:光栅物体的成像 ?*~ ~Ok  
    E/H9#  
    1. 摘要 ()|e xWW  
    pss')YP.  
    Xn"#Zy_  
    iX?j"=!  
    查看完整应用使用案例
    efyEzL  
    Tcy9oYh!Pn  
    2. 光栅配置与对准 A5R"|<UPR  
       #sU>L=  
    <@M5 C -hH  
    ]4O!q}@Cd  
    !"hlG^*9  
    "I=Lbh-`  
    I_B%F#X)  
    3. 光栅级次通道的选择 n 'ZPB  
    %{ U (y#  
    s {*rBX8N  
       F4=X(P_6  
    示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试 6U).vg<  
    v1$}[&/  
    1. 光栅配置和对准 fbI5!i#lz  
    x6aVNH=  
    )E",)}Nh  
    vo#$xwm1  
    查看完整应用使用案例 *=md!^x`  
    9F3aT'3#!  
    2. 基底处理 ~p+ `pwjY1  
    v#d3W| ~  
    sfVzVS[  
    N8T.Ye N  
    3. 谐振波导光栅的角响应 UaG&HGg]!  
    "wVisL2+.  
    {%2p(5FB  
     2X`t&zg  
    4. 谐振波导光栅的角响应 ZHRMW'Ne  
    N/C$8D34  
    9a:(ab'  
       f3;[ZS  
    示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 =m|<~t  
    Z%sTj6Th  
    1. 用于超短脉冲的光栅 MHE/#G  
    Y;\@ 5TgQ,  
    u$qasII  
    >d;U>P5.  
    查看完整应用使用案例
    T2?.o.&u  
    7iy2V;}  
    2. 设计和建模流程 :MYLap&L&  
    1)u,%  
    akj#.aYk  
    )REegFN@  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 f. h3:_r  
    Yl1l$[A$  
    = g%<xCp  
    0#5&*  
    文件信息 [+@T"2h2b  
    zl, Vj%d  
    0W 1bZPM  
    K6F05h 5S  
    进一步阅读 X&Ospl@H  
    - Configuration of Grating Structures by Using Interfaces aYtW!+#  
    - Configuration of Grating Structures by Using Special Media %U[H`E  
    - VirtualLab Fusion Technology – FMM / RCWA [S-Matrix]
    )eX{a/Be  
    2L.6!THG  
    2Z9ck|L>  
    QQ:2987619807 PTQN.[bBh  
     
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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)  C jz(-018  
    ?0d#O_la3  
    有的,可以加我QQ给你