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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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    离线infotek
    科学家
     
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2021-02-05
    1. 摘要 LD?\gK "  
    [+b8 !'|&  
    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。 Y{dX[^[  
    hTEb?1CXU  
     &Lzd*}7  
    "eTALRL'o  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 \DE, ,  
    I*>q7Hsu  
     单光栅分析 O[U`(A:  
    −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。 xa]yq%  
    −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。 lAo~w  
    l{^s4  
    {Z <`@\K3  
     系统内的光栅建模 X)RgXl{  
    PY '^:0  
    −在常规光学设置中，可以将光栅组件插入系统的任何位置。 +$>aT (q  
    −这样可以对系统内的光栅进行建模，从而在考虑光栅可能产生的影响的情况下评估系统性能。 g&w~eWpk  
     7uw-1F5x7  
    fsEQ4xN'  
    J{a9pr6  
    两种建模方法通常可以一起使用，如先优化光栅结构本身，然后将其插入系统。 j7w9H/XF}  
     G,<d;:  
    3. 系统中的光栅对准 _(:$ :*@  
    Zz:%KUl3  
    fH9"sBiO  
     安装光栅堆栈 1]0;2THx  
    −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）。 ;m.6 ~A  
    −参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 0'A"]6  
     堆栈方向 aYk: CYQ  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 sb_/FE5e  
    WB'1_a  
    JURu>-i  
    +{;wOQ.  
    ,2FI?}+R  
     安装光栅堆栈 '/loJz 1  
    - 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）。 Z 369<  
    - 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 Au)~"N~p?  
     堆栈方向 vAop#V  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 YE*|KL^  
    - 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 Pz D30VA  
    x{ `{j'  
     ->IZZ5G<  
    zNo"P[J8  
    :}#)ipr  
     横向位置 mb3aUFxA;  
    −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。 L|(U%$  
    −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。 SQ+r'g  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 BL>~~  
     在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 UB8n,+R  
     通过组件定位选项。 qG~6YCqii  
    s%vy^x29  
    >Sw?F&  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理     6M_ W(  
    |}YxxeAk  
    F+BCzsm7$  
     单光栅分析 (5:pHX`P  
    - 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 "8?Fl&=Q  
     系统内的光栅建模 uxKO"  
    - 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。 e9Gu`$K  
    - 平面建模考虑了菲涅耳损耗，但不与光栅叠层的FMM计算耦合。 _e8v12s  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 >hG*=4oh  
    3gJZlH5IR  
     T <k;^iqR  
    >e.KD) qA  
    5. 光栅级次通道选择 y#`;[!  
    b-<@3N.9]  
    !vK0|eV3  
     方向 R@Gll60  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 >P}XCAU  
     衍射级次选择 y|0/;SjV  
    - 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 ^ )!eiM  
    - 并非总是需要考虑所有衍射级，建议仅使用感兴趣的衍射级。 1.8"N&s  
     备注 w<]-~`K  
    - 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 _p9"MU&}  
    o F_{oV '  
     i+T5 (P$  
    7cB{Iq0+  
    6. 光栅的角度响应 pz/W#VN  
    %FqQ+0^  
    O/(vimx.#F  
     衍射特性的相关性 l(F\5Ys  
    - 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 L0=`1q  
    - 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。 DMp@B]>  
    - 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） C+`V?rp=s  
    - 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 [wQJVYv  
    &AeNrtGu  
     8gt*`]I  
    &e*@:5Z:k  
    示例＃1：光栅物体的成像 6r@>n_6LY  
     NN+;I^NqW&  
    1. 摘要 %`lJAW[  
    L+@X]O W8  
     BKE?o^03  
    NZ!I >  
    → 查看完整应用使用案例     w0H#M)c  
    'q}f3u>  
    2. 光栅配置与对准 "j8=%J{  
       (w(k*b/  
    cmCD}Skk  
    Y8lZ]IB  
     ]Z=al`-  
    kv?DE4=;  
     $XkO\6kh  
    3. 光栅级次通道的选择 Gp)J[8j  
    ?0JNaf  
     x`IWo:j  
       }ksp(.}G  
    示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 *0V'rH)  
     yFd94 2  
    1. 光栅配置和对准 B~& }Mv  
    >mEfd=p  
     MI:%Eq  
    i -@V  
    → 查看完整应用使用案例 +IjBeQ?  
     I=P<RG7j)  
    2. 基底处理 Ux=B*m1@{  
    oaILh  
     q.@% H}  
    %Kp^wf#o9  
    3. 谐振波导光栅的角响应 Pq(LW(  
    ^~bd AO81  
     vo&h6'i>7  
    15' fU!  
    4. 谐振波导光栅的角响应 ,Sy& ?t}`  
    e0Gs|c+6  
     !su773vo  
       OZ"76|H1`  
    示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 yA_ly <  
     m9&%A0  
    1. 用于超短脉冲的光栅 jWh)bsqI!  
    Zp<#( OIu  
    X*5N&AJ  
    f4+wP/n&  
    →     查看完整应用使用案例     W_3BL]^=  
    bH'2iG  
    2. 设计和建模流程 a{rUk%x  
    u5KAwMw%Q  
     y>gw@+  
    }?c%L8\  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 '}bmDb*  
    HPt\ BK  
     Zt=P 0  
    <$25kb R5K  
    文件信息 hH%fWB2(  
    +qT+iHa|n  
     |Sua4~yL(  
    8_S| 8RW(  
    进一步阅读 5a)$:oO!  
    - Configuration of Grating Structures by Using Interfaces $4)L~g|  
    - Configuration of Grating Structures by Using Special Media BD86t[${W  
    - VirtualLab Fusion Technology – FMM / RCWA [S-Matrix]     ({!H ()  
    0]=Bqyg  
     du#f_|xG  
    QQ：2987619807 <63TN`B  
     
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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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    离线infotek
    科学家
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    只看该作者 2楼 发表于: 2021-03-02
    回 wmh1985 的帖子
    wmh1985:楼主有VIRTUALLAB 可用的软件吗 (2021-03-01 17:20)  i'"#{4I  
    *n7=m=%)  
    有的，可以加我QQ给你
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