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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 {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 XNM a0  
    −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(h 7  
    −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$`[]J  
    /<CSVJ_r  
    ]W0EVf=,k  
     安装光栅堆栈 0c.s -  
    - 为了描述系统内的光栅,光栅堆栈始终固定在参考表面上(仅平面)。 ~m1P_`T  
    - 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 H_!4>G@  
     堆栈方向 VN0mDh?E  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 LN l#h  
    - 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。 1CPjil*eb  
    FG3UZVUg9  
    6qe*@o  
    m|=Ecu  
    ]Q "p\@\!  
     横向位置 y~ G.V,0  
    −对系统中的一般场与光栅的相互作用进行建模时,必须考虑光栅的横向位置。 +5.t. d  
    −例如,激光束(紧密地)聚焦在线性光栅的带状结构或者气隙上,效果可能会大不相同。 z|?R/Gf8  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 qjJBcu_C'S  
     在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或 #>Y'sd5'A  
     通过组件定位选项。 0w'j+  
    zL5d0_E9  
     `G1&Z]z  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理
    j7FN\ cz  
    ;o/>JHGj  
    S~qZr  
     单光栅分析 b,P]9$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$Lu  
    w(L>#?  
     方向 q;5 i4|  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。 e98lhu"|H  
     衍射级次选择 =H0vE7{*  
    - 对于方向组合,可能会有多个衍射级。 k~%<Ir1V]  
    - 并非总是需要考虑所有衍射级,建议仅使用感兴趣的衍射级。 t3Z_Dp~\  
     备注 `"iY*  
    - 在FMM计算中,光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 CV$],BM  
    |o'Q62`%}  
    sDgXU@  
    RjJU4q  
    6. 光栅的角度响应 8$|8`;I(  
    *5sBhx  
    Nf+b" &Zh`  
     衍射特性的相关性 a/~aFmu6b  
    - 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。 2LCB])X  
    - 对于不同的波长/偏振,衍射效率也不同,并且对于不同的入射角,衍射效率也不相同。 L?_7bX oD  
    - 为了解决与角度有关的衍射行为,可能需要指定k域中的采样点(等效于角度空间) G{aT2c  
    - 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 +u@aJ_^  
    *KK+X07  
    T0Yiayt  
    w.Ezg j  
    示例#1:光栅物体的成像 2)?(R;$,  
    c~A4gtB=  
    1. 摘要 8,?v?uE  
    xy+QbD T  
    _FbC{yI8;  
    PI A)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^o1GY  
    n<Svw a}  
    u^I(Ny  
    8pM>Co!  
    Gx?+9C V  
    3. 光栅级次通道的选择 QVZD/shq  
    d lH$yub  
    d {lP  
       J )BI:]m  
    示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试 -7WW[ w  
    Nd:R" p*8  
    1. 光栅配置和对准 U5Erm6U:  
    B;Nl~Y|\  
    L~{_!Q  
    ci,+Bjc  
    查看完整应用使用案例 s30 O@M))  
    "Z,q?Fc  
    2. 基底处理 nGZX7Fx5  
    qv 3^5 d  
    hovGQHg  
    wYeB)1.  
    3. 谐振波导光栅的角响应 {s,+^7  
    >YW\~T  
    !=Y;h[J.p  
    RnVtZ#SCh  
    4. 谐振波导光栅的角响应 s*M@%_A?  
    ;y?);!g  
    ?<X(]I.j  
       ,Y_{L|:w  
    示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 fi PIAT}  
    W!$zXwY}(  
    1. 用于超短脉冲的光栅 k0?ZYeHC  
    k!jNOqbb  
    ir> ]r<Zl  
    nR \'[~+  
    查看完整应用使用案例
    Mro4`GL  
    \`'KlF2  
    2. 设计和建模流程 NQTnhiM7$  
    ]>##`X  
    oqkVYlE  
    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  
    $*MCU nl  
    4FeEGySow  
    >hMUr*j  
    进一步阅读 !&kL9A).  
    - Configuration of Grating Structures by Using Interfaces R5Yl1   
    - Configuration of Grating Structures by Using Special Media AWr}"r?s  
    - VirtualLab Fusion Technology – FMM / RCWA [S-Matrix]
    9~AWng  
    &!.HuRiuC  
    m/&i9A  
    QQ:2987619807 `ue[q!Qq  
     
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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`9qN  
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