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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 f#}P>,TP  
    \)'s6>58|  
    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。 {jO:9O @  
    V`qHNM/t  
    f(!:_!m*  
    `wz@l:e  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 bzD <6Z  
    oG~a`9N%C  
     单光栅分析 `6;%HbP$W+  
    −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。 .E}fk,hLB  
    −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。 1eQa54n  
    BS*IrH H  
    $}RBK'cr}  
     系统内的光栅建模 p+#$S4V  
    s"*ZQ0OaD  
    −在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。 G6wBZ?)k  
    −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。 ]pr(hk  
    _1_CYrUc  
    ,?g}->ZB  
    }qU(G3  
    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。 >KXSb@  
    ^x(BZolkm  
    3. 系统中的光栅对准 !\w@b`Iv8  
    ' k[d&sR  
    QII-9 RxX"  
     安装光栅堆栈 |^p7:)cy  
    −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)。 >8h14uCk  
    −参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 S_?{ <{  
     堆栈方向 3>;zk#b2  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 a oj6/  
    #rnO=N8  
    \`3YE~7J/  
    $j=c;+W  
    kU^*hd ]  
     安装光栅堆栈 OSACH0h  
    - 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)。 B>sSl1opI  
    - 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 A'Q=Do E  
     堆栈方向 &L6xagR7M  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 %%`Q5I  
    - 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。 p2T<nP<Pt  
    ('k;Ikut  
     /6)6  
    =(\ /+ 0-[  
    'MZX"t  
     横向位置 Q'-g+aN  
    −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。 ~1e?9D  
    −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。 x[XN;W&  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 BPRhGG|9j  
     在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或 ;Z:zL^rvn  
     通过组件定位选项。 R%l6+Okr  
    "Z xM,kI  
    5-rG8  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理
    +M@p)pyu  
    |VC|@ Q  
    G&ZpQ)  
     单光栅分析 m"3gTqG  
    - 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 |ci1P[y  
     系统内的光栅建模 7bcl^~lY  
    - 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。 4rX jso|  
    - 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。 qu>5 rg-  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 ;&="aD  
    q]PeS~PjF\  
    vm,/?]P  
    79}voDFd  
    5. 光栅级次通道选择 E1'| ;}/  
    7,vvL8\NHu  
    Wk3R6 V  
     方向 "^?|=sQ  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。 A\Ax5eeL  
     衍射级次选择 m3o+iYkMD  
    - 对于方向组合,可能会有多个衍射级。 s^O>PEX&<I  
    - 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。 H{&o_  
     备注 f( =3'wQ  
    - 在FMM计算中,光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 (jQ]<q%P  
     -w7g}  
    Hzos$1DJ  
    ';T=kS<^_  
    6. 光栅的角度响应 8M9LY9C  
    . Y@)3  
    `8 Q3=^)3  
     衍射特性的相关性 |n9q 4*dN  
    - 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。 s+mNr3  
    - 对于不同的波长/偏振,衍射效率也不同,并且对于不同的入射角,衍射效率也不相同。 #f *,mY|>  
    - 为了解决与角度有关的衍射行为,可能需要指定k域中的采样点(等效于角度空间) {/Mz /|%  
    - 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 F|Y}X|x8Q  
    u+ wKs`   
    D)0pm?*5A  
    :i{$p00 G  
    示例#1:光栅物体的成像 mn5mdrv3WZ  
    &RSUB;y mL  
    1. 摘要 Kterp%J?  
    M mihWD02  
    P1 \:hh  
    /Q|guJx  
    查看完整应用使用案例
    W.nQYH  
    Z.!tp  
    2. 光栅配置与对准 %+>t @F,GM  
       Z:TW{:lrI  
    ZW+[f$X  
    0iy-FV;J  
    FrPpRe%!  
    hU 3z4|~+  
    A4kYE A  
    3. 光栅级次通道的选择 jGp|:!'w  
    HTpoYxn(  
    FNQR sNi  
       K9-?7X  
    示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试 dV~yIxD}C*  
    KN41 kkN  
    1. 光栅配置和对准 fi/[(RBG  
    ="M7F0k  
    +x?_\?&Ks  
    fF~3"!1#\I  
    查看完整应用使用案例 wF@mHv  
    \&|zD"*  
    2. 基底处理 ?AL;m.X-@  
    w_*UFLMSqR  
    bU(H2Fv  
    zAr@vBfC%  
    3. 谐振波导光栅的角响应 pONBF3H8  
    z3 zN^ZT  
    Ax'jNol  
    #7wOr78  
    4. 谐振波导光栅的角响应 )2 Omsh  
    &n|S:"B  
    4sj:%% UE  
       5)}3C_pmW  
    示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 G:n,u$2a<  
    z j[/~ I  
    1. 用于超短脉冲的光栅 '[XtARtY`  
    !W^b:qjJ  
    5>o<! 0g  
    N*dO'ol  
    查看完整应用使用案例
    y 093-  
    EPY64 {  
    2. 设计和建模流程 8SG*7[T7  
    K >-)O=$s  
    AqD)2O{VO  
    RsY7F;  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 |'C {nTX  
    Pf?*bI  
    %J_`-\)"{~  
    'dnTu@mUT  
    文件信息 (l|:$%[0  
    ("UzMr,  
    T'n~Qf U  
    x B%Felz  
    进一步阅读 n+C,v.X  
    - Configuration of Grating Structures by Using Interfaces ~"oxytJ  
    - Configuration of Grating Structures by Using Special Media eyx;8v cM  
    - VirtualLab Fusion Technology – FMM / RCWA [S-Matrix]
    U\_-GS;1  
    |"7^9(  
    qyfw$$X  
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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)  nVSuvq|S  
    u U|fCwQt  
    有的,可以加我QQ给你