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1. 摘要 QN0Ik 2L N!P* B$d 光栅是当前光学中最常用的衍射光学元件。如今已常用于复杂光学系统,与其他组件协同作用。因此,迫切需要对系统内部的光栅进行分析,从而评估系统的性能。我们将通过实例说明如何在VirtualLab Fusion对系统中的光栅建模。并将对光栅的对准、光栅级次通道设置以及光栅角度响应等问题进行讨论。 Hiq9Jn uv( _)p%
=EIsqk^* &^z~wJ,] 2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 r<"1$K~Ka h'N,oDB) 单光栅分析 zJ#q*2A(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。 {6~W2zX& −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。 <8H`y(S $ccI(J`zux 8(ZQD+U(9F 系统内的光栅建模 V+E2nJ u[cbRn,W −在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。 YHE7`\l −这样可以对系统内的光栅进行建模,从而在考虑光栅可能产生的影响的情况下评估系统性能。 ql],Wplg
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[y [t0gX dU6 (}}BZS&. 两种建模方法通常可以一起使用,如先优化光栅结构本身,然后将其插入系统。 Z EG fa$ Fo(. 3. 系统中的光栅对准 FzW(An&x2 TG'A'wXxy }n8,Ga% 安装光栅堆栈 iS02uVmBZ −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)。 E4WoKuE1$ −参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 1z{AzpMZ 堆栈方向 uYJ6"j −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 R_(A&, xH*OEzN
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hn&hRAO GT*\gZ GXa-g-d 安装光栅堆栈 *-gS u - 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)。 U+nwLxe' - 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 HSyohP8 7 堆栈方向 Y]ZOvA5W - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 xUj[ d(q - 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。 z%]~^k8 ?. CA9!|
yl)}1DPP L{osh0 \9<aCJxN 横向位置 /G\-v2i D −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。 O'o` −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。 kE/>Ys@w −光栅的横向位置可通过一下选项调节 YS/{q~$t 在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或 (l9U7^S"{K 通过组件定位选项。 ~^:/t<N .}2^YOmd
YI&7s_%
- 4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 =|=9\3po 9fyk7~V par
$0z/ 单光栅分析 6i, d| - 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 !PJ;d)\T 系统内的光栅建模 TRG"fVR - 但是,任何现实的光栅结构都放置在基底上,使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。 iC$~v#2 - 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。 HIeWgw^" - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 Spt[b.4m F wbVM'E/&
NhXTt!S6C *p p1U>, 5. 光栅级次通道选择 |$^,e%bE hAKyT~[n0 }G_ i+ 方向 $]!uX& - 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。 wE;??'O'l 衍射级次选择 .}%$l.#a - 对于方向组合,可能会有多个衍射级。 -Z)$].~|t - 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。 d8/lEmv[ 备注 vNHMe{,u - 在FMM计算中,光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 f!eC|:D pu,/GBG_
WUMx:a0! JaiYVx( 6. 光栅的角度响应 4f'WF5S/}8 y2o?a6` {HlUV33O 衍射特性的相关性 TdG[b1xN
- 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。 `{<2{}2M - 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。 ]Y}faW(&Y - 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) &(IL`% - 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 O=G2bdY{, t-3wjS1v
45>w=O -|:7<$2#I 示例#1:光栅物体的成像 C5*j0} ko>SnE|w# 1. 摘要 jrvhTej &l-g3l[
rKP"|+^ #$e~o}(r → 查看完整应用使用案例 J<V}g v 8HxB\ !0F? 2. 光栅配置与对准 k;#$Oxa>t= W9ZT=#>)[ j+88J (3&@c!E
K&Ht37T Xb&r|pR n)8bkcZCp+ 3. 光栅级次通道的选择 ^Qs-@]E- |^^;v|
_|g(BK2} \"<&8 示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试 HEhdV5B
4;7<)&#h 1. 光栅配置和对准 k'xnl"q ~2S`y=*:
-$.$6"] 3Yp_k → 查看完整应用使用案例 N`Zm[Sv7 ]j}zN2[A 2. 基底处理
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4&R\6!*s 0v,DQJ?w8 3. 谐振波导光栅的角响应 jcYI"f"~ UFyGp>/06
L>).o%(R tv,^ Q} 4. 谐振波导光栅的角响应 ?MPM@9 n,9 *!1y
=9LC"eI&| BO#fzq% 示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 tV[?WA[xt lF 8B+ 1. 用于超短脉冲的光栅 v7\~OOoH] +`yDW N?7
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"v Z@RAdwjR`p → 查看完整应用使用案例 W7O%.xP KVSy^-." 2. 设计和建模流程 `g6ZhG:W |*Z'WUv
WvAl!^{` 3S_KycE{ 3. 在不同的系统中光栅的交换 =3a`NO5! H
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Ipb4{A&"\ *O$kF.3q 文件信息 O8[dPmW ' f}^/`J
)d>"K`3 7>9/bB+TL 进一步阅读 >Cb% `pe - Configuration of Grating Structures by Using Interfaces @Ys(j$U't - Configuration of Grating Structures by Using Special Media )fA9,yNJ3 - VirtualLab Fusion Technology – FMM / RCWA [S-Matrix] deda=%w0 :uu\q7@' pn{.oXomf QQ:2987619807 .J&NM(qeZ
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