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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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    在线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 YMLo~j4J  
    D:'|poH  
    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。 'R8VCj  
    F6Zl#eL  
     :6PWU$z$7  
    g"]%5Ow1  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 F >2t=r*9  
    K$(&Qx}  
     单光栅分析 <=n$oMO  
    −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。 Wcn3\v6_  
    −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`+x5*g W  
    %yJL-6U  
    9+h9]T:9  
     系统内的光栅建模 Ps Qq ^/  
    3Gf^IV-  
    −在常规光学设置中，可以将光栅组件插入系统的任何位置。 //`heFuc]>  
    −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。 "Q'#V!  
     J]nb;4w  
    -\\}K\*MJ  
    6%C:k,Cx{d  
    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。 LslQZ]3MY  
     g}|a-  
    3. 系统中的光栅对准 "R+ x  
    xZPSoxu  
    `23&vGk}  
     安装光栅堆栈 =A9>Ej/  
    −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）。 3lhXD_Y  
    −参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 i;*c|ma1>  
     堆栈方向 $&nF1HBI4  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 Pk[f_%0  
    EonZvT-D=  
    PHi'&)|  
    f!e8xDfA  
    p 9XHYf72  
     安装光栅堆栈 -r]s #$  
    - 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）。 << LmO-92  
    - 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 +|r;t  
     堆栈方向 D; H</5#Q  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 Hs~M!eK  
    - 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 .\X/o!xC  
    RW48>4f/+  
     uf\Hh -+p  
    QE)I7(  
    XJ?|\=]  
     横向位置 e'(n ^_$nl  
    −对系统中的一般场与光栅的相互作用进行建模时，必须考虑光栅的横向位置。 ?,]%V1(@V`  
    −例如，激光束（紧密地）聚焦在线性光栅的带状结构或者气隙上，效果可能会大不相同。 -]~U_J]  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 ;5ugnVXu  
     在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 5&v'aiWK  
     通过组件定位选项。 )NRY9\H  
    {}N*e"<O  
    })g|r9=  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理     jWiZ!dtUZ  
    (<s7X$(]e  
    V%dMaX>^i  
     单光栅分析 huWUd)Po%  
    - 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 +VDwDJ)lG  
     系统内的光栅建模 d"Y9go"Z  
    - 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。 -WE pBt7*  
    - 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。 m/=,O_  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 ss T o?WL|  
    [ hm/B`t*e  
     x^8xz5:O  
    *y5d&4G2  
    5. 光栅级次通道选择 ml.l( 6A  
    6vro:`R ?  
    # Fw<R'c  
     方向 ~e{AgY)  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。  7.CzS  
     衍射级次选择 )M#~/~^f+  
    - 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 }h5pM`|1  
    - 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。 zOLt)2-<  
     备注 K_Y0;!W  
    - 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 {F6hx9?  
    J [2;&-@  
     D@^ r  
    .=3Sm%  
    6. 光栅的角度响应 Ag }hyIl  
    Tcz67&c |W  
    8*=N\'m],  
     衍射特性的相关性 rVzj LkN^  
    - 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 gmLGK1  
    - 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。 f";70}_  
    - 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） "}*P9-%  
    - 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 ;dRTr *  
    ,COSpq]6  
     SLSJn))@!  
    .MhZ=sn  
    示例＃1：光栅物体的成像 fxI>FhU_  
     \s`'3y  
    1. 摘要 F:n(yXA  
    QL-((dZ<  
      v#IW;Rj8  
    7 '2E-#^  
    → 查看完整应用使用案例     V7N8m<Tf  
    =4\|'V15  
    2. 光栅配置与对准 %LXk9K^]e  
       @Q !f^  
    mc?5,oz;pz  
    k <A>J-|  
     McNj TD  
    LV0g *ng  
     mdypZ1f_  
    3. 光栅级次通道的选择 VHM,W]  
    A{: a kK  
     {K*l,U  
       #PVgx9T=_  
    示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 <#7}'@  
     I/|)?  
    1. 光栅配置和对准 |D$U{5}Mv  
    8n?P'iM  
     !Lb9KDk  
    U.crRrN  
    → 查看完整应用使用案例 Fq&@dxN3  
     4Mi*bN,  
    2. 基底处理 o83HR[  
    @0A0\2  
     8niQG']  
    W ;,Uh E  
    3. 谐振波导光栅的角响应 "#rlL^9v  
    1mJBxg}(  
     Xleoh2&M  
    Cl\Vk  
    4. 谐振波导光栅的角响应 ! D'U:)  
    RB\>$D  
     yT-m9$^v  
       \kzxt/Ow  
    示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 5[al^'y  
     k>K23(X  
    1. 用于超短脉冲的光栅 _ Eq:Qbw#  
    /!eC;qp;[  
    67}y/C]<  
    Fng":28o  
    →     查看完整应用使用案例     I:]s/r7  
    b&*^\hY9b  
    2. 设计和建模流程 X z2IAiAs'  
    JXftQOn  
     :&2RV_$>=  
    e l'^9K  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 VaZS_ qGe:  
    6@wnF>'/\  
     H }uT'  
    [uc;M6o}?  
    文件信息 =Q.2:*d.  
    }f^K}*sK$5  
     ;T"}dJel#  
    fF_1ZKx+#!  
    进一步阅读 S%Pk@n`z]  
    - Configuration of Grating Structures by Using Interfaces Z #w1,n88  
    - Configuration of Grating Structures by Using Special Media uTbI\iq  
    - VirtualLab Fusion Technology – FMM / RCWA [S-Matrix]      +;Q &  
    9H1R0iWW  
     6[aCjW  
    QQ：2987619807 n6O1\}YB  
     
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    高级工程师
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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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    在线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)  <%>Q$b5  
    Y&Pi`E9=  
    有的，可以加我QQ给你
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