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1. 摘要 {yU+)t(. R
#]jSiS 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。 ,5Pl\keY ,bE$| x'
@.$Xv>Jt$ Q^K "8 ; 2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 +z9@:L ; |/leu8 单光栅分析 XNMa0 −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。 w6dFb6~R −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。 XMB[h EVX{ 7% if;71ZE 系统内的光栅建模 I]"96'|N @4(k( −在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。 Ch()P.n? −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。 _qqr5NU lDC$F N . #Z+Z (C]
SH\ 两种建模方法通常可以一起使用,如先优化光栅结构本身,然后将其插入系统。 AB Xl !|q<E0@w\ 3. 系统中的光栅对准 Mr--4D0Hk SjjIr ^ 1pv}]&X 安装光栅堆栈 H+}"q$ −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)。 0,s$T2 −参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 V~ ~=Qp+. 堆栈方向 `I$<S(h7 −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 ;?}l g>d;|sK
2-zT$`[]J /<CSVJ_r ]W0EVf=,k 安装光栅堆栈 0c.s
- - 为了描述系统内的光栅,光栅堆栈始终固定在参考表面上(仅平面)。 ~m1P_`T - 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 H_!4>G@ 堆栈方向 VN0mDh?E - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 LNl#h - 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。 1C Pjil*eb FG3UZVUg9
6qe*@o m|=Ecu ]Q
"p\@\! 横向位置 y~
G.V,0 −对系统中的一般场与光栅的相互作用进行建模时,必须考虑光栅的横向位置。 +5.t. d −例如,激光束(紧密地)聚焦在线性光栅的带状结构或者气隙上,效果可能会大不相同。 z|?R/Gf8 −光栅的横向位置可通过一下选项调节 qjJBcu_C'S 在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或 #>Y'sd5'A 通过组件定位选项。 0w'j+ zL5d0_E9
`G1&Z]z 4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 j7FN\
cz ;o/>JHGj S~qZr 单光栅分析 b,P ]9$Ut - 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 }7{t^>;D 系统内的光栅建模 Obw?_@X - 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。 ky>wOaTmN6 - 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。 bW#@OrsS - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 KtS)'jf ?Y:x[pOe
5#3W5z C=uZ1xg*, 5. 光栅级次通道选择 PqNFyQkl 0Iud$Lu w(L>#? 方向 q;5i4| - 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。 e98lhu"|H 衍射级次选择 =H0vE7 {* - 对于方向组合,可能会有多个衍射级。 k~%<Ir1V] - 并非总是需要考虑所有衍射级,建议仅使用感兴趣的衍射级。 t3Z_Dp~\ 备注 `"i Y* - 在FMM计算中,光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 CV$],BM |o'Q62`%}
sDgXU@ RjJU4q 6. 光栅的角度响应 8$|8`;I( *5sBhx Nf+b"&Zh` 衍射特性的相关性 a/~aFmu6b - 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。 2LCB])X - 对于不同的波长/偏振,衍射效率也不同,并且对于不同的入射角,衍射效率也不相同。 L?_7bXoD - 为了解决与角度有关的衍射行为,可能需要指定k域中的采样点(等效于角度空间) G{aT2c - 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 +u@aJ_^ *KK+X07
T0Yiayt w.Ezg j 示例#1:光栅物体的成像 2)?(R;$, c~A4gtB= 1. 摘要 8,?v?uE xy+QbDT
_FbC{yI8; PIA)d-Z → 查看完整应用使用案例 F Kc;W Dz!fpE'L 2. 光栅配置与对准 BE&B}LfvfO *IlaM'[* z^o 1GY n<Svwa}
u^I(Ny 8pM>Co! Gx?+9CV 3. 光栅级次通道的选择 QVZD/shq d lH$yub
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{lP J
)BI:]m 示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试 -7WW[
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p*8 1. 光栅配置和对准 U5Erm6U: B;Nl~Y| \
L~{_!Q ci,+Bjc → 查看完整应用使用案例 s30
O@M)) "Z,q?F c 2. 基底处理 nGZX7Fx5 qv
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hovGQHg wYeB)1. 3. 谐振波导光栅的角响应 {s,+^7 >YW\~T
!=Y;h[J.p RnVtZ#SCh 4. 谐振波导光栅的角响应 s*M@%_A? ;y?);!g
?<X(]I.j ,Y_{L|:w 示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 fi PIAT} W!$zXwY}( 1. 用于超短脉冲的光栅 k0?ZYeHC k!jNOqbb
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\'[~+ → 查看完整应用使用案例 Mro4`GL \`'KlF2 2. 设计和建模流程 NQTnhiM7$ ]>##`X
oqkVYl E U3;aLQ* 3. 在不同的系统中光栅的交换 -P=g3Q i $X`y%*<<v
&znH!AQ0 Ftb%{[0}u3 文件信息 wn+FTqj $*MCUnl
4FeEGySow >hMUr*j 进一步阅读 !&kL9A). - Configuration of Grating Structures by Using Interfaces R5Yl 1 - Configuration of Grating Structures by Using Special Media AWr}"r?s - VirtualLab Fusion Technology – FMM / RCWA [S-Matrix] 9~AWn g &!.HuRiuC m/&i9A QQ:2987619807 `ue[q!Qq
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