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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 "fW }6pS  
    U]@?[+I0]  
    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。 p<,`l)o}~  
    Y*S:/b~y  
    oYt 34@{?  
    PTqia!  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 4u"Bll  
    OmS8cSYGc  
     单光栅分析 m/ID3_  
    −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。 O%N.;Ve  
    −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。 AWKJ@&pA9m  
    q6<P\CSHy<  
    SvrUXf  
     系统内的光栅建模 c*\;!dbP  
    x*=1C,C  
    −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[g>c}d  
    −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。 c*(^:#"9  
    vm'ZA7f6  
    _l"nwEs  
    YPf?  
    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。 U4<c![Pp.  
    ~"NuYM#@  
    3. 系统中的光栅对准 >[;=c0(  
    h9#)Eo   
    x0:BxRx*  
     安装光栅堆栈 8ZLHN',  
    −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)。 ${eV3LSC  
    −参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 C+[)^ 2M{  
     堆栈方向 Bv' %$}}-  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 ODhq `?(N  
    #V%98|"  
    y@I t#!u0  
     >]~|Nf/i  
    6bLn8UT  
     安装光栅堆栈 :tI F*pC  
    - 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#$Kmm |  
    - 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 0;=- x"  
     堆栈方向 RHMXPsj  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 W5=)B`v  
    - 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。 o:fe`#t  
    u3GBAjPsIk  
    ;i'[c`  
    :GO"bsjL  
    j49Uj}:j  
     横向位置 d7 H*F  
    −对系统中的一般场与光栅的相互作用进行建模时,必须考虑光栅的横向位置。 R&J?X Q  
    −例如,激光束(紧密地)聚焦在线性光栅的带状结构或者气隙上,效果可能会大不相同。 :dAd5v2f  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 x3Y)l1gh  
     在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或 ,"XiI$Le  
     通过组件定位选项。 ?Rx(@  
    upL3M`  
    'A3skznX{  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理
    VqpC@C$  
    v{fcQb  
    . R/y`:1:W  
     单光栅分析 UL{J%Ze=~  
    - 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 % hvK;B?Y|  
     系统内的光栅建模 IT&,?u%  
    - 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。 n2hV}t9O  
    - 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。 1{ %y(?`  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 P <+0sh  
    UNff &E-  
    c$%*p (zY  
    n=vDEX:'  
    5. 光栅级次通道选择 a4=(z72xe  
    %kjG[C  
    Wi'}d6c  
     方向 LzNfMvh  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。 wz*iwd-  
     衍射级次选择 eY5mwJ0K  
    - 对于方向组合,可能会有多个衍射级。 2_+>a"8Y  
    - 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。 PD-&(ka.  
     备注 }|Mwv $`  
    - 在FMM计算中,光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 qul#)HI  
    I}3F'}JV<  
    dQ.#8o=  
    ,_I rE  
    6. 光栅的角度响应 g-~ _gt7  
    ]f0'YLG  
    E)gD"^rex  
     衍射特性的相关性 <ak[`]  
    - 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。 z qo0P~  
    - 对于不同的波长/偏振,衍射效率也不同,并且对于不同的入射角,衍射效率也不相同。 jk03 Hd  
    - 为了解决与角度有关的衍射行为,可能需要指定k域中的采样点(等效于角度空间) 49$<:{~  
    - 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 VNHce H  
    4JAz{aw'b  
    :Kwu{<rJ!(  
    KBmOi  
    示例#1:光栅物体的成像 {E:`  
    Pc`d]*BYi  
    1. 摘要 =GPXuo  
    Og/aTR<;=  
    b-sN#'TDg  
    7v ZD  
    查看完整应用使用案例
    qTr P@F4`g  
    49~d6fH  
    2. 光栅配置与对准 xR/CP.dg  
       8(L$a1#5W  
    d +D~NA[M  
    3ic /xy;}  
    %o0b~R  
    h*k V@Dc  
    I)Xf4F S@  
    3. 光栅级次通道的选择 c$Kc,`2m7  
    g<W]NYm  
    ,Vhve'=*2  
        $3^M-w  
    示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试  AG@gOm  
    x#D%3v"l_*  
    1. 光栅配置和对准  GfE>?mG  
    0Z1ksfLU  
    wUv?;Y$C  
    q!y.cyL  
    查看完整应用使用案例 |Vx [  
    }qn>#ETi  
    2. 基底处理 ,t9EL 21  
    fp' '+R[   
    9Da{|FyrD  
    qzUiBwUi@  
    3. 谐振波导光栅的角响应 NP T-d  
    Z-PB CU  
    mr\,"S-`  
    P%aqY~yF3  
    4. 谐振波导光栅的角响应 >^s2$@J?p  
    3^7+fxYWo  
    )QE6X67i  
       ,8@<sF B'  
    示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 1=R$ RI  
    _z@/~M(  
    1. 用于超短脉冲的光栅 jIubJQR~  
    #n>U7j9`O  
    41X`.  
    5n3yc7NPP  
    查看完整应用使用案例
    ys9:";X;}  
    r3'J{-kl  
    2. 设计和建模流程  XIInI  
    9 C[~*,qx  
    ieZ$@3#&z  
    $6rm;UH  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 *D? =Ts  
    ihrf/b  
    J!uG/ Us  
    d&+]@ Ii  
    文件信息 \l GD8@,x  
    Msqqjhoy  
    >+M[!;m}  
    MB)<@.A0  
    进一步阅读 xMjhC;i{  
    - Configuration of Grating Structures by Using Interfaces L7rgkxI7k*  
    - Configuration of Grating Structures by Using Special Media [c,V=:Cq  
    - VirtualLab Fusion Technology – FMM / RCWA [S-Matrix]
    gi!_Nz  
    \zBi-GI7  
     d$$5&a  
    QQ:2987619807 dc)%5fV\  
     
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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)  l= {Y[T&  
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