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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 &6deds  
    {8p<iY- %  
    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。 w5Lev}Rb  
    N)CM^$(T|  
    B6UTooj  
    \Hb"bv  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述  r`-=<@[  
    .=G ?Zd  
     单光栅分析 N_L~oX_  
    −通过主窗口“光栅”菜单,可以进入仅针对光栅的特殊评估环境。 n4Xh}KtH  
    −它有助于分析和可视化光栅的衍射特性,例如衍射角度和效率。 ` ES-LLhVf  
    GW{e"b/x  
    `-Y8T\  
     系统内的光栅建模 8=TM _  
    94.|l  
    −在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。 C}jFR] x)  
    −这样可以对系统内的光栅进行建模,从而在考虑光栅可能产生的影响的情况下评估系统性能。 AcHr X=O  
    FT8<a }o  
    T"IDCT'z  
    2 Sgv  
    两种建模方法通常可以一起使用,如先优化光栅结构本身,然后将其插入系统。 Z; 6N7U  
    p ; ]Qxh  
    3. 系统中的光栅对准 }vK8P r%  
    80_}}op ?8  
    /M2U7^9``"  
     安装光栅堆栈 xTnFJ$RK2  
    −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)。 nQ+$  
    −参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 Nb3uDA5R  
     堆栈方向 V |cPAT%  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 n?(sn  
    N++ ;}j  
    yOTC>?p%  
    #=uV, dw  
    "UYlC0 S\  
     安装光栅堆栈 dD351!-  
    - 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)。 [zJ|61^  
    - 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 `;Od0uh  
     堆栈方向 `a6AES'w$  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 B%n|%g6K|h  
    - 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。 h~pQ  
    `c)[aP{vN  
    6w `.'5  
    7TtDI=f  
    %`bn=~T^  
     横向位置 ##6u  
    −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。 oL U!x  
    −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。 1<G,0Lt  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 >PYc57S1c  
     在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或 {ui{Yc  
     通过组件定位选项。 qDS~|<Y5  
    A'aYH`j  
    1lYQR`Uh  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理
    XUVBD;"f!  
    uCHM  
    }ijFvIHV  
     单光栅分析 "_0sW3rG  
    - 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 9\Md.>  
     系统内的光栅建模 >H5_,A}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。 3Yf~5csY  
    - 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。 PDpuHHB  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 zeshM8=  
    5SEGV|%  
    KFBBqP  
    G%fXHAs.+  
    5. 光栅级次通道选择 LJSx~)@  
    t>vr3)W  
    cwE?+vB  
     方向 5mX"0a_Q  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。 _"t"orD6  
     衍射级次选择 gb=tc`  
    - 对于方向组合,可能会有多个衍射级。 DfjDw/{U3L  
    - 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。 KwY6pF*  
     备注 4N)45@jk[  
    - 在FMM计算中,光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 O[8wF86R  
    *XI- nH  
    z s\N)LyM  
    pmiC|F83!8  
    6. 光栅的角度响应 !jR 1!i   
     z $iI  
    _xM}*_<VP  
     衍射特性的相关性 ]P2Wa   
    - 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。 /~{ fPS  
    - 对于不同的波长/偏振,衍射效率也不同,并且对于不同的入射角,衍射效率也不相同。 m'KEN<)s  
    - 为了解决与角度有关的衍射行为,可能需要指定k域中的采样点(等效于角度空间) f3*SIKi  
    - 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 "td ,YVK  
    D1V^DbUm_  
    F6ZL{2$k@  
    1QbD]"=n  
    示例#1:光栅物体的成像 /&em%/  
    U9XOs)^  
    1. 摘要 Ny$N5/b!!  
    +.a->SZ5"  
    ?'si ^N  
    be]Zx`)k  
    查看完整应用使用案例
    M1eM^m8U  
    gMPvzBpP  
    2. 光栅配置与对准 ynn>d  
       t; @T~%  
    qhmA)AWG>  
    ,IPryI   
    UAds$ 9  
    \/!jGy*  
    ?:7.3{|Aq  
    3. 光栅级次通道的选择 d&X <&)a7  
    t?FPmbj v  
    W . dm1  
       ~"cqFdnO  
    示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试 eK/rs r  
    -l <[CI  
    1. 光栅配置和对准 Z#@<|{eI  
    ei @$_w*TH  
    +L pMNnl6  
    /< \do 1  
    查看完整应用使用案例 gFxaUrZA  
    Cp]q>lM"  
    2. 基底处理 T*#<p;  
    O/ZyWT  
    `o%Ua0x2  
    u:>*~$f   
    3. 谐振波导光栅的角响应 6~Y`<#X5J  
    @}tk/7-E  
    )C>M74Bt  
    %)L|7v<  
    4. 谐振波导光栅的角响应 #rx@ 2zi  
    ?r R, h{~  
    !%'c$U2  
       FD^s5>"Y+  
    示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 nn/_>%Y  
    $,jynRk7q  
    1. 用于超短脉冲的光栅 .*L_*}tno  
    G=>LW1E|  
    vUg o)C#<  
    Cc` )P>L  
    查看完整应用使用案例
    tSq`_[@  
    EYU3Pl%  
    2. 设计和建模流程 FhMl+Ou  
    +WSM<S2 U  
    3qq 6X?y*  
    } "AGX  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 nNcmL/(  
    <9Pf] G=  
    G `JXi/#`  
    lISu[{b?  
    文件信息 Sv03="&  
    M-NY&@Nj  
    9h'klaE(  
    z_en .  
    进一步阅读 <{Ir',;  
    - Configuration of Grating Structures by Using Interfaces t 5  
    - Configuration of Grating Structures by Using Special Media ]}jY] l  
    - VirtualLab Fusion Technology – FMM / RCWA [S-Matrix]
    2bt2h.a  
    qGKQrb,K  
    W\<p`xHk  
    QQ:2987619807 +vCW${U  
     
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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)  JS<4%@  
    V_g9oR_  
    有的,可以加我QQ给你