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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 ^r}Uu~A>  
    GThGV"  
    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。 ruagJS)+  
    %. ((4 6)  
    D?E VzG  
    g[i;>XyP  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 FiQ&g*=|  
    6'*6tS  
     单光栅分析 fAStM:  
    −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。 a'` i#U  
    −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。 }%w;@[@L  
    \KJTR0EB:>  
    X{xkXg8h  
     系统内的光栅建模 27gHgz}}  
    51s\)d%l  
    −在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。 5%(  
    −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。 (1S9+H>g  
    * g+v*q X  
    w:B&8I(n}w  
    v0WB.`rO  
    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。 LGy6 2 y$  
    ~C 3 Y/}  
    3. 系统中的光栅对准 <EyJ $$  
    &z3_N  
    :D}?H@(69  
     安装光栅堆栈 Flpl,|n a  
    −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)。 ,^4"e (  
    −参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 T\zn&6  
     堆栈方向 \W_ Dz*N  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 *W2] Kxx*  
    \zcSfNE  
    LkeYzQH/l  
    M&zB&Ia"'  
    rfdA?X{Q0  
     安装光栅堆栈 m q<:^  
    - 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)。 ZyU/ .Uk  
    - 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 ([JFX@  
     堆栈方向 :1'1 n  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 k!qOE\%B  
    - 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。 tF*Sg{:bCa  
    MAqETjB  
    mMZ=9 ?m  
    ]%7m+-h@  
    -[=@'N P  
     横向位置 S]ndnxy"b  
    −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(,'>Cn  
    −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。 L(y~ ,Kc  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 pOy(XUV9O  
     在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或 WVyq$p/V  
     通过组件定位选项。 Q\~#cLJ/  
    pdQaVe7tRo  
    ;(g"=9e  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理
    f:t5`c.  
    ,^iT,MgNNf  
    dg N #"  
     单光栅分析 qk&BCkPT  
    - 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 ;h~kB  
     系统内的光栅建模 5=poe@1g  
    - 但是,任何现实的光栅结构都放置在基底上,使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。 ^*NOG\BK@  
    - 平面建模考虑了菲涅耳损耗,但不与光栅叠层的FMM计算耦合。 k3 '5Ei  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 <1V>0[[e  
    >]bS"S  
    @$ )C pg  
    IxlPpS9Wx  
    5. 光栅级次通道选择 H'2o84$  
    9zehwl]~  
    HRd02tah  
     方向 +I~U8v-  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。 =:RNpi,  
     衍射级次选择 Wu?[1L:x  
    - 对于方向组合,可能会有多个衍射级。 G)5Uiu:^X  
    - 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。 4=ha$3h$  
     备注 ]%5gPfv[T  
    - 在FMM计算中,光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 Yj>\WH  
    G|$n,X1O(  
    MIv,$  
    >&qaT*_g  
    6. 光栅的角度响应 xl,?Hh%#  
    7sJGB^vM  
    zy9W{{:P(1  
     衍射特性的相关性 ^\PNjj*C i  
    - 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。 Sj'.)nz>  
    - 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。 oA ]F`N=  
    - 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) YH[HJ#:7r  
    - 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 VS<w:{*  
    0vz!)  
    5sMyH[5zY  
    sr.!EQ]  
    示例#1:光栅物体的成像 "k7C   
    H`U>ZJ.  
    1. 摘要 %aJ8wYj*  
    Mw $.B#  
    1b"3]?  
    t4,(W`  
    查看完整应用使用案例
     -Ly A  
    MW.,}f  
    2. 光栅配置与对准 [%7oq;^J  
       .`N&,&H  
    -+.-Ab7  
    7y>{Y$n  
    Bdf]?s[]  
    ZltY_5l  
    |G>Lud  
    3. 光栅级次通道的选择 6?jSe<4x  
    y +c 3#  
    FkIT/H  
       [;i3o?\_I  
    示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试 so\8.(7n  
    9RN! <`H  
    1. 光栅配置和对准 Xc@%_6  
    x\XOtjJr  
    /H[!v:U  
    9ioV R  
    查看完整应用使用案例 E@$HO_;&  
     'x\{sv  
    2. 基底处理 )SFy Q  
    %L;'C v  
    !_UBw7Zm  
    *l4`2eqZ  
    3. 谐振波导光栅的角响应 v/lQ5R1  
    (|<.7K N  
    $3MYr5  
    u9%)_Q!14  
    4. 谐振波导光栅的角响应 VjVL/SO/  
    Kzd)Z fnD0  
    5hbQUF ,Q  
       !>5!Fb=Sy  
    示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 .!hB tR  
    gkyv[  
    1. 用于超短脉冲的光栅 KUqD<Jj?  
    *z A1NH5  
    SLG3u;Ab  
    }PDNW  
    查看完整应用使用案例
    ^d2bl,1  
    ^yB>0/{)z  
    2. 设计和建模流程 SNK _  
     $VCWc#  
    ;MR(Eaep  
    f#9\&-h e0  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 pP6pn~ }  
    4^O'K;$leD  
    F$Q@UVA  
    ?0VLx,kp  
    文件信息 y$e'-v  
    SrVJ Q~ :>  
     !mX 2  
    "sf]I[a  
    进一步阅读 {6yiD  
    - Configuration of Grating Structures by Using Interfaces 3[L)q2;}$N  
    - Configuration of Grating Structures by Using Special Media 'nM)=  
    - VirtualLab Fusion Technology – FMM / RCWA [S-Matrix]
    g2<xr;<t^  
    wb }W;C@  
    f`j RLo*L  
    QQ:2987619807 X>#!s Lt  
     
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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)  38%]G Q  
    :?{ **&=  
    有的,可以加我QQ给你