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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 $k*E^~qT  
    DqrS5!C  
    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。 A[v]^pv'  
    AV AF!Z  
    B[ooT3V  
    V{;Mh u`+  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 -]\%a=]  
    bAt%^pc=y  
     单光栅分析 x;lIw)Ti  
    −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。 uXW<8( %W  
    −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。 0)-l9V  
    p+#J;.  
    k}l5v)m  
     系统内的光栅建模 {<ymL}  
    Jg3}U j2By  
    −在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。 nK1XJp  
    −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。 <WtX> \]l(  
    ):jK sP ,  
    -ZH]i}$  
    Qs8iu`'  
    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。 j"HB[N   
    EbuOPa  
    3. 系统中的光栅对准 +w:[By"  
    wqyx{W`~w  
    %FLz}QW*  
     安装光栅堆栈 J6_H lt  
    −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)。 >Be PE(k  
    −参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 a*6x^R;)  
     堆栈方向 Fe%Q8RIh_  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 *-T3'beg  
    BgJ;\NV  
    oHB51< }  
    i0Qg[%{9#  
    _sbZyL  
     安装光栅堆栈 .RH}/D  
    - 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)。 cIK-VmO  
    - 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 8},!t\j#]  
     堆栈方向 #*j  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 6GMQgTY^  
    - 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。 9s6, &'  
    yp wVzCUG  
    i*..]!7e  
    ik_Ll|  
    .<^dv?@  
     横向位置 rOE[c  
    −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。 lLxKC7b  
    −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。 ZGSb&!Ke  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 i>_V?OT#5  
     在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或 fOm=#:O  
     通过组件定位选项。 EN` -- ^  
    -OZXl  
    rr'RX  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理
    B-|:l 7  
    mWsVOf>g  
    <w+K$WE {  
     单光栅分析 Y b]eWLv  
    - 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 #q9jFW8  
     系统内的光栅建模 /hOp>|  
    - 但是,任何现实的光栅结构都放置在基底上,使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。 66fvS}x  
    - 平面建模考虑了菲涅耳损耗,但不与光栅叠层的FMM计算耦合。 aRdk^|}  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 bT,]=h"0  
    vi["G7  
    YDyOhv  
    lE`hC#m  
    5. 光栅级次通道选择 X2(TuR*t  
    FcdbL,}=<  
    AVGb;)x#  
     方向 !F/;WjHz  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。 }?$d~]t)  
     衍射级次选择 )/HSt%>  
    - 对于方向组合,可能会有多个衍射级。 qS*qHT(u19  
    - 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。 8GN0487H  
     备注 VzA~w` $d  
    - 在FMM计算中,光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 pjvChl5  
    Uxn_nh  
    =PP]LDlJs  
    &7,Kv0j}  
    6. 光栅的角度响应 R4 ;^R  
    *$Aneq0f  
    uwsGtgd&  
     衍射特性的相关性 e!d& #ofw|  
    - 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。 #b4`Wcrj  
    - 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。 |+mhYq|`  
    - 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) KVvIo1$N  
    - 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 ]t\fw'  
    e57}.pF^  
    `E8m> q Ss  
    Z=|:D,&  
    示例#1:光栅物体的成像 ~!E% GCyFy  
    vE;`y46&r  
    1. 摘要 UN'hnqC  
    sHm|&  
    'M=(5p  
    kn 5q1^  
    查看完整应用使用案例
    ((7~o?Vbg  
    (^ZC8)0i(  
    2. 光栅配置与对准 QzT)PtX  
       WpP8J1KN[  
    57Y(_h:  
    Se9I1~mX  
    y-cRqIM  
    _*0!6?c  
    <:-|>R".  
    3. 光栅级次通道的选择 F[ N{7C3  
    )a .w4dH  
    $2A%y14  
       1`Cr1pH  
    示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试 !`hiXDk*2  
    ,}2M'DSWa  
    1. 光栅配置和对准 w}zl=w{G  
    J_ ?;On5  
    T)6p,l  
    bmr.EB/  
    查看完整应用使用案例 yBXdj`bV  
    { xi$'r  
    2. 基底处理 sw6]Bc  
    k?0yH$)'t  
    (NyS2 `  
    3o9`Ko0  
    3. 谐振波导光栅的角响应 E)H: L-  
    w 6+X{  
    Lfx&DK !  
    X@:pys 8@  
    4. 谐振波导光栅的角响应 |y)Rlb# d  
    |lm   
    W&q]bi@C  
       #WwQ^6ESc  
    示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 |!euty ::  
    HUuL3lYka  
    1. 用于超短脉冲的光栅 rbS67--]  
    P6&@fwJ<  
    q]T{g*lT  
    KFCrJ )  
    查看完整应用使用案例
    dX-{75o5P  
    wqx@/--E(  
    2. 设计和建模流程 |G&<@8O  
    cW4:eh  
    S75wtz)e  
    fWhwI+  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 xgn@1.}G  
    \< <u  
    v: cO+dQ  
    5, R\tJCK  
    文件信息 \-a^8{.^E  
    `*mctjSN  
    }26?bd@e`  
    N`1:U 4}  
    进一步阅读 RMUR@o5N  
    - Configuration of Grating Structures by Using Interfaces !4\`g?  
    - Configuration of Grating Structures by Using Special Media {P"$;_Y"<  
    - VirtualLab Fusion Technology – FMM / RCWA [S-Matrix]
    Y*/:IYr`  
    G7yCGT)vQ  
    [tGAo/  
    QQ:2987619807 Vz6p^kMB  
     
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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)  0'8_:|5  
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