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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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    离线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 lK3Z}e*eXQ  
    ZncJ  
    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。 wtnC^d$  
    LYyOcb[x  
     -eoXaP{[  
    ]eZrb%B .  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 YeCS`IXm  
    =?g B@vS  
     单光栅分析 %Y//}  
    −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。 dBMr%6tz  
    −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。 -mK;f$X  
    <C,lHt  
    &ywU^hBh  
     系统内的光栅建模 ^8eu+E.{  
    Rz9IjL.Z  
    −在常规光学设置中，可以将光栅组件插入系统的任何位置。 f& >[$zh  
    −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。 2^$Ha|  
     R<n'v.~"A  
    S 7 *LV;  
    jou741  
    两种建模方法通常可以一起使用，如先优化光栅结构本身，然后将其插入系统。 8C>\!lW"  
     j>-O'CO  
    3. 系统中的光栅对准 ^9*kZV<K  
    q t!0#z8  
    7$u}uv`j  
     安装光栅堆栈 TY6Q ;BTU  
    −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）。 DqGm  
    −参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 .8EaFEd  
     堆栈方向 Tweku}D7  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 yvp$s  
    n6]8W^g  
    Gm2q`ki  
    HSsG0&'-Y  
    QlCs ,bT  
     安装光栅堆栈 . +  
    - 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）。 8\ { 1y:|  
    - 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 E\Et,l#|LY  
     堆栈方向 9#X"m,SB  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 K{WLo5HP  
    - 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 Q=~ *oYR  
    TKBW2  
     $)6%LG_@  
    3"HW{=  
    [DzZ:8  
     横向位置 M4`. [P4  
    −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。 6=o'.03\f  
    −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。 $zUHka   
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 -.=:@H}r  
     在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 9`X}G`  
     通过组件定位选项。 |s$w i>7l  
    rCp'O\@S  
    cA8A^Iv:0  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理     6( 0ME$  
    K*[`s'Ip-  
    J':x]_;  
     单光栅分析 !xxdC  
    - 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 n/Fx2QC{  
     系统内的光栅建模 UHT2a9rG  
    - 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。 O; #qG/b1  
    - 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。 WAqH*LB  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 mx3p/p  
    64R~ $km  
     sRkPXzK  
    _ ,~D]JYE  
    5. 光栅级次通道选择 r&_bk Y%  
    >#Ue`)d`aY  
    !}pvrBS  
     方向 @D@_PA)e(  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 xjK@Q1MJ  
     衍射级次选择 eOUv#F  
    - 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 |\3X7)^8D  
    - 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。 d;FOmo4  
     备注 &~{0@/  
    - 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 }u?DK,R  
    wMvAm%}+  
     \;bDDTM  
    DICS6VG}  
    6. 光栅的角度响应 T7qE 2  
    '?)<e^  
    %&}gt+L(M  
     衍射特性的相关性 LzGSN  
    - 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 C=,O'U(ep  
    - 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。 l:- <CbG  
    - 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） ZXH{9hxd  
    - 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 /n-!dXi  
    +b_o2''  
     _Qd C V`  
    ~b;u1;ne  
    示例＃1：光栅物体的成像 WinwPn+9  
     EaN1xb(DYa  
    1. 摘要 =+ALh-  
    ]Mb:zs<r  
     @aY>pr5!  
    tLSM]Q  
    → 查看完整应用使用案例     VbfTdRD-  
    7;r Jr&.)  
    2. 光栅配置与对准 L<W2a(  
       n}L Jt  
    k.<OO  
    Q nmv?YXS  
     zr@H Yl  
    A3eus  
     Scd_tw.]|  
    3. 光栅级次通道的选择 &3CC |  
    /v8yE9N_  
     d<_#Q7]I4  
       ,.]1N:   
    示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 /ei(Q'pc[  
     |] cFsB#G  
    1. 光栅配置和对准 m TgsvC  
    K'U8ft*_  
     +[Bl@RHe^  
    ~sMEfY,p  
    → 查看完整应用使用案例 [DD#YL\P  
     RH~I/4e  
    2. 基底处理 .!Q*VTW  
    ( 8Q*NZ  
     ;/ASl<t,  
    [ ~:wS@%  
    3. 谐振波导光栅的角响应 L['g')g.  
    0dCg/wJx  
     <_3OiU= w  
    T )!k J;vc  
    4. 谐振波导光栅的角响应 %_. fEFy07  
    ZVni'y m  
     `G "&IQ8.  
       k] iyx  
    示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 6rBP,\m  
     ICD; a  
    1. 用于超短脉冲的光栅 O#n=mJ  
    d7P' c!@+  
    XOT|:  
    /Y0oA3am  
    →     查看完整应用使用案例     -(JBgM"  
    ;.{J>Q/U,  
    2. 设计和建模流程 6<Txkk  
    H:]'r5sw  
     0mR^%+~  
    2bAH)=  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 JmF:8Q3H  
    .f-s+J&ED  
     P2 fiK  
    i;fU],aK!  
    文件信息  J;GYo|8  
    2Dw}o;1'  
     &Y jUoe  
    s(pNg?R  
    进一步阅读 CPci 'SO  
    - Configuration of Grating Structures by Using Interfaces MuF{STE>->  
    - Configuration of Grating Structures by Using Special Media !`0 El',gY  
    - VirtualLab Fusion Technology – FMM / RCWA [S-Matrix]     ,pIaYU{D  
    h ;1D T  
     >~*}9y0$  
    QQ：2987619807 dmPAPCm%y  
     
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    离线wmh1985
    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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    离线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)  EO\- J-nM  
    3+8{Y  
    有的，可以加我QQ给你
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