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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 EqiFy"H  
    P;ZU-G4@   
    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。 t9gfU5?  
    qIUfPA=/_  
    .%BT,$1K  
    -Ue$T{;RoH  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 Z0!5d<  
    2'jOP" G  
     单光栅分析 /gcEw!JS  
    −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。 yfQ5:X  
    −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。 E "iUq  
    <Tw>|cFT  
    Kyt)2p  
     系统内的光栅建模 KT|RF  
    ]  H~4  
    −在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。 vgt]:$  
    −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。 c:S] R"  
    ]G.%Ty  
    FLal}80.o:  
    WFR?fDtE  
    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。 %)jxW{  
    ]=rht9),"  
    3. 系统中的光栅对准 'AGto'Yy;  
    1Q;}z Hd  
    4EI7W,y  
     安装光栅堆栈 )C(>H93  
    −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)。 I3 =#@2  
    −参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 ?SQE5Z  
     堆栈方向 [AH6~-\x  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 JTqDr  
    7qOa ;^T  
    #&<)! YY5  
    cEW0;\$  
    wHZW `  
     安装光栅堆栈 2n><RZ/9  
    - 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)。 eg<bi@C1|  
    - 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 fy@avo9  
     堆栈方向 V6$xcAE"</  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 "q}FPJ^l_N  
    - 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。 (Q[fS:U  
    g,`A[z2  
    %:>3n8n  
    h'J|K^na  
    LZPuDf~/  
     横向位置 0.$hn  
    −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。 xX3'bsN  
    −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。 EcIE~qs  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 h1 WT  
     在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或 { pu85'DV  
     通过组件定位选项。 =U[3PC-N @  
    =/<LSeLxH  
    UT~a &u  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理
    A,i75kd  
    R [H+qr  
    %6 Q4yk  
     单光栅分析 >56>*BHD  
    - 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 pZ`|iLNl-  
     系统内的光栅建模 bNT9 H`P  
    - 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。 ob+euCuJ  
    - 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。 _X ~87  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 T0)4v-EO  
    4'W'}o|{  
    'c\iK=fl  
    nEzf.[+9/  
    5. 光栅级次通道选择 dd2[yKC`  
    _%'},Xd.z  
     u66XN^  
     方向 +q6ydb,  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。 TJE\A)|>g  
     衍射级次选择 [c_|ob]  
    - 对于方向组合,可能会有多个衍射级。 b~dIk5>O  
    - 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。 L@=3dp!\Cu  
     备注 p=/m  
    - 在FMM计算中,光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 A+@&"  
    s  {^yj  
    nRd)++  
    jYNrD"n  
    6. 光栅的角度响应 l & Dxg  
    B^).BQ  
    rD>*j~_+P  
     衍射特性的相关性 @FdSFQ/9  
    - 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。 c1X1+b,  
    - 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。 JNcYJ[wqv  
    - 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) d[rv1s>i  
    - 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 O25lLNmO  
    vb9OonE2  
    P%K4[c W~  
    Spt ? >sm  
    示例#1:光栅物体的成像 fdONP>K[E  
    o\vBOp?hj  
    1. 摘要 8p[)MiC5W^  
    |bgo;J/  
    UGK*Gy  
    {Ay"bjZh  
    查看完整应用使用案例
    "RIZV  
    Fl(T\-Eu  
    2. 光栅配置与对准 E 7-@&=]v  
       +iOKbc'  
    }i!J/tJ)b  
    z3?o|A}/W  
    9mZ  
    4Qn$9D+?  
    j65<8svl  
    3. 光栅级次通道的选择 36US5ef  
    \d::l{VB  
    J90v!p-  
       a22XDes=  
    示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试 e}1uz3Rh  
    ! VjFW5'{  
    1. 光栅配置和对准 f 2l{^E#h  
    +^;JS3p@\  
    $AHQmyg<  
    (XoH,K?{z  
    查看完整应用使用案例 y(K" -?  
    (h:Rh  
    2. 基底处理 >LDhU%bH  
    V')0 Mr  
    ut r:J  
    o.I6ulY8  
    3. 谐振波导光栅的角响应 s.8{5jVG  
    :%IoME   
    Ewg:HX7<(  
    ->N8#XH2=  
    4. 谐振波导光栅的角响应 NO :a;  
    W^"AU;^V56  
    O$cHZs$  
       $ tl\UH7%2  
    示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 L@fY$Rw  
    XVU2T5s}  
    1. 用于超短脉冲的光栅 =FD;~  
    0Lb4'25.  
    ({o'd=nO  
    p) +k=b  
    查看完整应用使用案例
    J`2"KzR0w"  
    c*~]zR>s!  
    2. 设计和建模流程 zl`h~}I  
    vx4+QQY P  
    }u1O#L}F5  
    &4_qF^9J  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 \QB;Ja _  
    0 iJue &  
    33}oO,}t,  
    o6p98Dpg   
    文件信息 ]LM-@G+Jz  
    G$sA`<<  
    }1rm  
    bcupo:N  
    进一步阅读 )5 R=Z<  
    - Configuration of Grating Structures by Using Interfaces p'om-  
    - Configuration of Grating Structures by Using Special Media nl9P, d  
    - VirtualLab Fusion Technology – FMM / RCWA [S-Matrix]
    IY*EA4>  
    V(E/'DR  
    vY_-Ranj#.  
    QQ:2987619807 Lco& Fp  
     
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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)  PKzyV ;  
    r#B+(X7LM  
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