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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 jU$Y>S>l  
    %]jQ48^R  
    光栅是当前光学中最常用的衍射光学元件。如今已常用于复杂光学系统,与其他组件协同作用。因此,迫切需要对系统内部的光栅进行分析,从而评估系统的性能。我们将通过实例说明如何在VirtualLab Fusion对系统中的光栅建模。并将对光栅的对准、光栅级次通道设置以及光栅角度响应等问题进行讨论。 6&],WGz  
    xii$e  
    {E~l>Z88  
    y&rY0bm  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 8eww7k^R  
    uX0 Bp8P  
     单光栅分析 hZF(/4Z2  
    −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。 Tf l;7w.(A  
    −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。 "t+r+ipf])  
    :@e\'~7sH  
    !fZLQc  
     系统内的光栅建模 W?PWJkIw  
    Ki 3_N*z  
    −在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。 ]PVt o\B=  
    −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。 @U7Dunu*f  
    syMm`/*/G-  
    }bgo )<i  
    |8;? *s`H  
    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。 \*9Ua/H  
    &<{}8/x8(  
    3. 系统中的光栅对准 "i''Ui\H  
    XW:%vJu^`  
    -7 L  
     安装光栅堆栈 '_E c_F  
    −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)。 d"l}Ny)C  
    −参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 ;(`e^IVf  
     堆栈方向 f-]><z  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 a(!3Afi  
    V Q h/  
    pg5&=  
    eEie?#Z/6  
    q-uLA&4  
     安装光栅堆栈 *s36O F!  
    - 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)。 S ]b xQa+  
    - 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 %O Fj  
     堆栈方向 $$~a=q,P[  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。  I9Om#m  
    - 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。 N=<=dp(  
    .SBc5KX  
    *sAOpf@M  
    e9}8RHy1$  
    6.UKB<sV  
     横向位置 8iOO1I?+  
    −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。 mR!rn^<l  
    −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。 }2mI*"%)\u  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 [^Q&suy  
     在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或 $&Ac5Zo%}  
     通过组件定位选项。 Bj+wayMi  
    u<C $'V  
    2gH _$  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理
    "bi  !=  
    ,.q8Xf  
    lnjL7x  
     单光栅分析 uYY=~o[ Tw  
    - 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 OU6^+Ta  
     系统内的光栅建模 y78z>(jV  
    - 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。 p^Agh  
    - 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。 *n;>p_#  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 k5g@myb-  
    !&\meS{  
    |C|:i@c H  
    =}"R5  
    5. 光栅级次通道选择 mUiOD$rO  
    V3 qT<}y|  
    HmFNE$k  
     方向 ;i/"$K  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。 { q})kO  
     衍射级次选择 aDXpkG0E  
    - 对于方向组合,可能会有多个衍射级。 \y@ eBW  
    - 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。 $>EqH?EQ  
     备注 3 L*+8a  
    - 在FMM计算中,光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 x}_rnf_  
    >2nF"?"=  
    3V"dG1?  
    hl*MUD,  
    6. 光栅的角度响应 (2cGHYU3N<  
    bd.j,4^  
    "Jf4N  
     衍射特性的相关性 k"0%' Y  
    - 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。 M\9IlV?'  
    - 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。 _d/GdeLs  
    - 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) ]X/O IfdWe  
    - 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 4 iik5  
    *m iONc  
    +yt6.L  
     {`tHJ|8  
    示例#1:光栅物体的成像 H&w(]PDh  
    LH bZjZ2  
    1. 摘要 d$4WK)U  
    O.]_Ry\OXA  
    gQu\[e%mVo  
    *X%?3"WH8  
    查看完整应用使用案例
    "$# $f  
    }<E sS  
    2. 光栅配置与对准 loml.e=87  
       aeLBaS  
    5T7_[{  
    '\Qf,%%.  
    n+v!H O"2u  
    6'S5sRA  
    I|GV :D  
    3. 光栅级次通道的选择 c`rfKr&z  
    { +i;e]c  
    @\#'oIc|  
       0 =3FO}[u  
    示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试 UDhwnGTq(l  
    $0S.@wUG  
    1. 光栅配置和对准 S~]8K8"sT  
    $_4oN(WSz  
    ;4+qPWwq8W  
    se4w~\/  
    查看完整应用使用案例 d w|-=~  
    AaJ,=eQ  
    2. 基底处理 :_W 0Af09  
    J[I"/sdk-  
    oVKsic?  
    9\\@I =;  
    3. 谐振波导光栅的角响应 ZE5-i@1  
    CUAg{]  
    K8e4ax  
    @h,h=X  
    4. 谐振波导光栅的角响应 (:tTx>V#  
    WM~J,`]J  
    sa\|"IkD2  
       yHa:?u6  
    示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 V\e13cL]  
    @vVRF Z  
    1. 用于超短脉冲的光栅 @g@ fL%  
    [wXwKr  
    [| c@Yw  
    -oaG|  
    查看完整应用使用案例
    wj5qQ]WC  
    6KBzlj0T+  
    2. 设计和建模流程 C[Y%=\6'0  
    WrIL]kJw^  
    LOyCx/n  
    =:ya;k&  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 ai<MsQQ:=  
    l,^i5t'  
    U{U:8==  
    mE3SiR "  
    文件信息 [qjAq@@N#q  
    K%aPl~e  
    5<:VJC<  
    <IHFD^3|j  
    进一步阅读 Nv*E .|G  
    - Configuration of Grating Structures by Using Interfaces >yPFL'  
    - Configuration of Grating Structures by Using Special Media ~|0F?~eR7  
    - VirtualLab Fusion Technology – FMM / RCWA [S-Matrix]
    )Yy#`t  
    X+'^ Sp  
    /z.7: <gZ(  
    QQ:2987619807 n '0 $>Q  
     
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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)  3!oQmG_T  
    ?#EXG  
    有的,可以加我QQ给你