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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 L~WC9xguDl  
    */T.]^  
    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。 4v=NmO }  
    n1"QHA  
    %[ Z[  
    l2AAEB_C.  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 `8.Oc;*zu  
    xu]>TC1  
     单光栅分析 |i}5vT78  
    −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。 7QOQG:-  
    −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。 K+`$*vS~ws  
    P B W.nm  
    lT<4c5 %  
     系统内的光栅建模 jkN-(v(T  
    tn"n~;Bh?:  
    −在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。 -C>q,mDJZ  
    −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。 UP8=V>T02  
    MFHc>O DA  
    ?HsQ417.H  
    ]+OHxCj:  
    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。 XDot3)2`  
    ,{pC1A@s  
    3. 系统中的光栅对准 o#X=1us  
    $69ef[b  
    Z7Y+rP[l  
     安装光栅堆栈 _YT9zG  
    −为了描述系统内的光栅,光栅堆栈始终固定在参考表面上(仅平面)。 NIzxSGk|  
    −参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 N9[2k.oBH  
     堆栈方向 WgV'T#*  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 AXQG  
    aS7%x>.A!  
    0zL7$Q#c  
    jOE~?{8m  
    #nzVgV]  
     安装光栅堆栈 ff1Em.  
    - 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,Duq^l~s  
    - 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 f<Co&^A  
     堆栈方向 PCx] >&  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 G T3wJQ5N  
    - 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。 A18&9gY  
    #Fl5]> |  
    VkD8h+)  
    X-Q;4M-CJ  
    =s\RK   
     横向位置 6{qI  
    −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#^)LN  
    −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。 Wl4T}j  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 2f=7`1RCD  
     在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或 DM73 Nn^5  
     通过组件定位选项。 OFyZY@B-C~  
    E2 5:e EXa  
    EE^ N01<"\  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理
    fFBD5q(n  
     =Y0>b4  
    }I Rx$ cKV  
     单光栅分析 $;ssW"7~Qn  
    - 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 4Y=sTXbFt  
     系统内的光栅建模 7Lv5@  
    - 但是,任何现实的光栅结构都放置在基底上,使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。 l5}b.B^w  
    - 平面建模考虑了菲涅耳损耗,但不与光栅叠层的FMM计算耦合。 %U4w@jp  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 hlgBx~S[  
    '%D$|)  
    YTtuR`  
    .\W6XRw  
    5. 光栅级次通道选择 ~I+}u]J  
    ~MgU"P>  
    CXzN4!  
     方向 1e0O-aT#Q  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。 -d|VXD5N  
     衍射级次选择 upJ|`,G{  
    - 对于方向组合,可能会有多个衍射级。 W/U_:^[-  
    - 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。 bhI yq4N  
     备注 5:=ECtKi  
    - 在FMM计算中,光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 K~?M?sa  
    gEE6O%]g  
    _QhB0/C  
    @k~_ w#  
    6. 光栅的角度响应 GmA5E  
    LPOZA`  
    }-e  
     衍射特性的相关性 HfF4BQxm  
    - 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。 kRyt|ryWh  
    - 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[}O(  
    - 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) Ix"hl0Kh  
    - 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 8@S5P$b};  
    .Fz5K&E=  
    %/^k r ZD  
    D-/aS5wM  
    示例#1:光栅物体的成像 |?t6h 5Mt"  
    =h083|y>  
    1. 摘要 $S"QyAH~-a  
    X@ljZ  
    'm;M+:l 6  
    owA0I'|V-A  
    查看完整应用使用案例
    a-`OE"  
    `f@VX :aL}  
    2. 光栅配置与对准 Y'.WO[dgf  
       O$><E8q  
    `%2e?"OOJ  
    8\M%\]_  
    wGqQR)a  
    K|H&x"t  
    $ljgFmR_  
    3. 光栅级次通道的选择 U#B,Q6~  
    I92c!`{  
    ,sAN,?eG~  
       R|Oy/RGY$  
    示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试 :Rs% (Z  
    xLE+"6;W  
    1. 光栅配置和对准  V/0?0VKG  
    0I.9m[<Fc  
    ZOFhX$I  
    ,RkL|'1l  
    查看完整应用使用案例 b}G4eXkuj  
    ^J8sR4p#  
    2. 基底处理 u@`)u#  
    }OeEv@^  
    [;c'o5M&  
    XFeeNcqF  
    3. 谐振波导光栅的角响应 )P^5L<q>|  
    /!o(Y8e>x  
    z.H*"r  
    ASuxty  
    4. 谐振波导光栅的角响应 8ycmvpJ  
    {__Z\D2I  
    -R!qDA"  
       W|U!kqU  
    示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 0Fw0#eE  
    Co2* -[R  
    1. 用于超短脉冲的光栅 dqMR<Nl&  
    Sx,O)  
    Lw=.LN  
    qYg4H|6  
    查看完整应用使用案例
    (89NK]2x  
    b$sw`Rsw  
    2. 设计和建模流程 S9Fg0E+J  
    [aF?1KxNMt  
    JM{S49Lx  
    '3>kDH+  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 /EUv=89{!  
    29"eu#-Qj  
    s,TKC67.%+  
    XA~Rn>7&H  
    文件信息 PUB|XgQDY:  
    (o_fY.  
    uQN8/Gy*J  
    j%iz>  
    进一步阅读 K!?T7/@  
    - Configuration of Grating Structures by Using Interfaces QD LXfl/  
    - Configuration of Grating Structures by Using Special Media 3,j)PKf ;  
    - VirtualLab Fusion Technology – FMM / RCWA [S-Matrix]
    t"`LJE._P  
    @18"o"c7j  
    ?)#dP8n  
    QQ:2987619807 P>=~\v nN#  
     
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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)  "<0BCJJ  
    QJp _>K  
    有的,可以加我QQ给你