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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 Q_ctX|.  
    Ri|k<io  
    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。 `-VG ?J  
    i<%m Iq1L  
    0 _Q * E3  
    RX:R*{]-  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 A9 U5,mOz  
    pe|X@o  
     单光栅分析 oP/>ju  
    −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。 cZqfz  
    −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。 >Q; g0\I_  
    -*?p F_*w  
    HmvsYP66  
     系统内的光栅建模 6`acg'sk>  
    %/51o6a  
    −在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。 14mf}"z\  
    −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。 Zr=ib  
    {$;2 HbM(  
    '=VH6@vZ_'  
    Cl,9yU)1n  
    两种建模方法通常可以一起使用,如先优化光栅结构本身,然后将其插入系统。 .}o~VT:!?Y  
    T/ik/lFI  
    3. 系统中的光栅对准 7%e1cI  
    ;AKwx|I$g  
    axX{6  
     安装光栅堆栈 ]DO&x+Rb  
    −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)。 j1/+\8Y  
    −参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 IroPx#s:i  
     堆栈方向 )i;un.  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 zX98c  
    GWhE8EDT  
    "# !D|[h0  
    x>v-m*4Z4@  
    1B 5:s,Oyj  
     安装光栅堆栈 !$_~x 8K1-  
    - 为了描述系统内的光栅,光栅堆栈始终固定在参考表面上(仅平面)。 vDsF-u1  
    - 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 k@yh+v5  
     堆栈方向 LT/mb2  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 )>V?+L5M  
    - 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。 {Ur7# h5  
    6hO-H&r++  
    "tUwo(K[  
    |jsb@  
    jXixVNw  
     横向位置 =_l)gx+Y+y  
    −对系统中的一般场与光栅的相互作用进行建模时,必须考虑光栅的横向位置。 lCR!:~  
    −例如,激光束(紧密地)聚焦在线性光栅的带状结构或者气隙上,效果可能会大不相同。 8] `Ru5nd  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 1c$vLo832  
     在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或 5MR,UgT  
     通过组件定位选项。 M%I@<~wl  
    b?8)7.{F{  
    +y/55VLq  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理
    z8E1m"  
    <`)iA-Df;9  
    Ke!'gohv  
     单光栅分析 -U >y   
    - 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 E;9>ePd@  
     系统内的光栅建模 Or8kp/d  
    - 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。 L0L2Ns  
    - 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。 ;'0=T0\  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 .1#kD M  
    0OnV0SIL  
    H>XFz(LWh  
    Qs%B'9")  
    5. 光栅级次通道选择 2z\e\I  
    BEUK}T K4  
    Y1)!lTG  
     方向 Y%@hbUc}x9  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。 ~E)fpGJ  
     衍射级次选择 }gv8au<  
    - 对于方向组合,可能会有多个衍射级。 #$E)b:xj  
    - 并非总是需要考虑所有衍射级,建议仅使用感兴趣的衍射级。 2:SO_O4C  
     备注 PX2c[CDE^  
    - 在FMM计算中,光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 uOd& XW  
    l$XPIC~H  
    Yf}xwpuLk  
    A%X X5*  
    6. 光栅的角度响应 /TV= $gB`  
    IeP WOpj3  
    02=lsV!U  
     衍射特性的相关性 dg_Gs>?2  
    - 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。 QI_4*  
    - 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。 ok{!+VCB5  
    - 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) H C0w;MG)  
    - 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 R#W&ery  
    Ln!A:dP}c-  
    \)/yC74r7(  
    cBXWfv4  
    示例#1:光栅物体的成像 a`!@+6yC  
    xfFg,9w8  
    1. 摘要 />44]A<  
    *F`A S>  
    69G`2_eKCp  
    ; )Eo7?]-  
    查看完整应用使用案例
    Ii &7rdoxe  
    3\:y8|  
    2. 光栅配置与对准 bt$)Xu<R  
       +>\id~c(  
    !mMpb/&&S  
    \ck+GW4&  
    g(|{')8?d  
    6"f}O<M 5H  
    yuhnYR\`m  
    3. 光栅级次通道的选择 &ldBv_  
    ye}p~&  
    eq4C+&O&  
       om h{0jA0  
    示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试 c>"cX&  
    ?OlV"zK  
    1. 光栅配置和对准 N!2Rl  
    [7FItlF%I  
    Np+&t}  
    o*rQP!8,oy  
    查看完整应用使用案例 eKvV*[N a  
    Qnd5X`jF#  
    2. 基底处理 -E"GX  
    ^-z=`>SrS"  
    $%R$ G`.KM  
    u8GMUN  
    3. 谐振波导光栅的角响应 GL{57  
    {gbn/{  
    *+)AqKP\Kv  
    UMl#D >:C<  
    4. 谐振波导光栅的角响应 $(e#aHB  
    0 &_UH}10  
    ,\2:/>2  
       YH&bD16c3  
    示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 ^z6_Uw[  
     -!W<DJ*  
    1. 用于超短脉冲的光栅 >9e(.6&2XZ  
    _WXtB#  
    ,JU@|`  
    _BdE< !r  
    查看完整应用使用案例
    @c9^q> Uv  
    sm[94,26  
    2. 设计和建模流程 QTX8 L  
    YW u cvw&  
    p~ HW5\4  
    JM1R ;i6  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 t58e(dgi  
    l7#yZ*<v  
    HK|ynBAo  
    WOuEWw=  
    文件信息 ib{-A&  
    Q'_z<V  
    [ i#zP  
    [(1c<b2r  
    进一步阅读 0c K{  
    - Configuration of Grating Structures by Using Interfaces y E[#ze  
    - Configuration of Grating Structures by Using Special Media "BX!  
    - VirtualLab Fusion Technology – FMM / RCWA [S-Matrix]
    /|6;Z}2  
    pvmC$n^zc  
    [q !T Iq  
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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)  u?}(P_9  
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