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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 f3UCELJ  
    86#l$QaK{  
    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。 HLyA zB~r  
    ~WA@YjQ]  
    V]zZb-m=  
    MlV(XG>'  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 z5@XFaQ  
    C'#KTp4!1  
     单光栅分析 lZk  z\  
    −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。 3kxo1eb  
    −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。 Ip8ml0oG  
    LOUP  
    !2t7s96  
     系统内的光栅建模 )zL@h  
    '_v~+  
    −在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。 h&4s%:_4  
    −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。 a>j}@8[J  
    dIC\U  
    ,dRaV</2  
    ~&Z>fgOTJ  
    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。 %lCZ7z2o  
    &d6@ SQ  
    3. 系统中的光栅对准 gWj-@o\  
    /WQ.,a  
    ;L-=z]IR,  
     安装光栅堆栈 ~"+"6zg  
    −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)。 2@ S}x@^  
    −参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 9=j9vBV  
     堆栈方向 n>ryS/1  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 +tPBm{|  
    8maWF.xq  
    7uR;S:WX  
    "0eX/ rY%  
    R+LKa Z  
     安装光栅堆栈 qvn.uujYS  
    - 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)。 5RPG3ppS  
    - 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 15ailA&(Qm  
     堆栈方向 Z],j|r Wy6  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 +bumWOQ'  
    - 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。 wfo,r 7  
    Z6I|Y5#H  
    uj.i(U s  
    W )FxN,  
    sK2N3 B&6  
     横向位置 UhH#> 2r_  
    −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。 R4p Pt  
    −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。 cC~RW71  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 B4.: 9Od3  
     在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或 4aO/^Hl  
     通过组件定位选项。 +byOThuE  
    7d;|?R-8D  
    SAP/jD$5]>  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理
    ^xe+(83S2?  
    lDL&":t  
    C|ZPnm>f30  
     单光栅分析 $a_y-lY  
    - 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 VWft/2p~  
     系统内的光栅建模 nCYkUDnZ  
    - 但是,任何现实的光栅结构都放置在基底上,使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。 y[m,t}gi  
    - 平面建模考虑了菲涅耳损耗,但不与光栅叠层的FMM计算耦合。 TIGtX]`  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 ` -_!%m/  
    S;4:`?s=i  
    (=j;rfvP  
    }$_@yt<{W@  
    5. 光栅级次通道选择 Z"8lW+r *  
    ,@ '^3u  
    9nR\7!_  
     方向 TUfj\d,  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。 ZJ3g,dc  
     衍射级次选择 A-!e$yz>  
    - 对于方向组合,可能会有多个衍射级。 7ws<' d7/  
    - 并非总是需要考虑所有衍射级,建议仅使用感兴趣的衍射级。 #8Bh5L!SJ1  
     备注 ~nA k-toJ  
    - 在FMM计算中,光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 Sgi`&;PF  
    n3iiW \  
    @j\:K<sk  
    `w!XO$"]Z  
    6. 光栅的角度响应 G^.N$wcv  
    D0Q9A]bD;  
    $cSUB  
     衍射特性的相关性 ,iV%{*p]  
    - 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。 ?~o`mg  
    - 对于不同的波长/偏振,衍射效率也不同,并且对于不同的入射角,衍射效率也不相同。 4aHogheg  
    - 为了解决与角度有关的衍射行为,可能需要指定k域中的采样点(等效于角度空间) *qzdt^[ xo  
    - 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 3-/|G-4k7  
    {;{U@Z  
    VM$n|[C~  
    FJ3S  
    示例#1:光栅物体的成像 kyHli~Nr"  
    *D|a`R!Y  
    1. 摘要 oh{>nwH  
    9tHK_),9  
    h ;*x1BVE  
    %0GwO%h},  
    查看完整应用使用案例
    P<vl+&*  
    /"X_{3dq?  
    2. 光栅配置与对准 .I^4Fc}&4  
       QoYEWXT|g  
    CV0id&Nv  
    \B#tB?rA  
    W1REF9i){  
    j!4{+&Laq  
    c,@Vz 7c  
    3. 光栅级次通道的选择 9"P+K.%  
    X$!fR >Zc  
    HTL6;87w+]  
       8"&!3_  
    示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试 m}l);P^  
    GxhE5f;  
    1. 光栅配置和对准 'ma X  
    &@lfr623  
    Cfi4~&  
    ZXx1S?u  
    查看完整应用使用案例 0z/*JVka  
    PaKa bPY  
    2. 基底处理 /#00'(oD  
    :'T+`(  
    ~9]vd|  
    {.LJ(|(Mz  
    3. 谐振波导光栅的角响应 {]\7 M|9\  
    h~#iGs  
    Z1,rN#p9  
    >J;TtNE:  
    4. 谐振波导光栅的角响应 A}lxJ5h0  
    |" }rdOV)  
    ,NGHv?.N  
       ?-j/X6(\(  
    示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 tl_3 %$s  
    DzR,ou  
    1. 用于超短脉冲的光栅 5'set?  
    ?!Y_w2  
    Un]wP`  
    jj`#;Y  
    查看完整应用使用案例
    #]dm/WzY  
    8-<F4^i_i  
    2. 设计和建模流程 ZQlk 5  
    [3X\"x5@V  
    u.yR oZ8/!  
    vhF9|('G  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 HVa D  
    TyV~2pc N  
    43k'96[2d  
    pEwo}NS*H  
    文件信息 eQi^d/yi  
    [0Xuo  
    ?q`i MiN  
    V< F &\  
    进一步阅读 K3mP6Z#2  
    - Configuration of Grating Structures by Using Interfaces bhD-;Y!6;  
    - Configuration of Grating Structures by Using Special Media Gbhw7 (&  
    - VirtualLab Fusion Technology – FMM / RCWA [S-Matrix]
    )M<+?R$];  
    8Ay7I  
    x:-NTW -g  
    QQ:2987619807 vP,pK=5  
     
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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)  .feB VRg  
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