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1. 摘要 u^$Md WP "EYjY-> 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。 0r ;
nz]' u2BW]T]
Ju7C?)x X&?lDL7? 2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 w00\1'-Kz }!]x|zU.= 单光栅分析 25c!-.5D −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。 K('lH-3wS −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。 d.j'0w"
!K3cf]2UD kr`BUW3 系统内的光栅建模 `ab\i`g9 E
D^rWE_ −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[2.5/ −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。 `vxrC&,As XQJ^)d00h lhA
s!\F j$8|ym^OX 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。 ho]!G498 .hlQ?\ 3. 系统中的光栅对准 n~ >h4=h #G+ U?F^D4CV\ 安装光栅堆栈 \_Kt6= −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)。 BZ;}ROmqk −参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 EcU'* 堆栈方向 /1W7<']>xV −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 NC.P2^% mOgOHb2
3hXmYz( ]6BmCh 8yWu{'G 安装光栅堆栈 TG63 - 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)。 a][pTC\ rb - 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 Z0ncN]) 堆栈方向 QI#*5zm - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 E/7vIg
F - 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。 $EQT"ZX>%i a()6bRc~T
B221}t 9]L! . ZcTL#OTP 横向位置 ]]uzl0LH −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。 Z6R:
rq −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。 YQ@dl −光栅的横向位置可通过一下选项调节 uZo`IK J 在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或 Rnj Jg?I= 通过组件定位选项。 c8-69hb? Im?= e
"y~muE:. 4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 :otY;n - V5u}C-o Db#W/8
a8k 单光栅分析 qIDWl{b< - 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 s!@=rq 系统内的光栅建模 1 ;\]D9i - 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。 xTJSr2f - 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。 CGd[3}" - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 U0h)pdo H~?*KcZ 0\
d2C[wQF i'W_;Y} 5. 光栅级次通道选择 FQk_#BkK V8sH{R- s;B
j7] 方向 <JL\?)}n - 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。 `26V`%bPkr 衍射级次选择 ;wJ7oj< - 对于方向组合,可能会有多个衍射级。 z^gQ\\,4 - 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。 r~$}G-g 备注 c~gNH%1XN - 在FMM计算中,光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 #Mj$o;SX R`@8.]cpPy
xvwD3.1 yu`KzIU 6. 光栅的角度响应 z(g%ue\ [&h#iTRT /h}P Eu3y 衍射特性的相关性 r6d0x - 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。 J3/\<=Qh - 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|q@;*rGNa - 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) Z/2,al\ - 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 FX
HAZ2/\ 9J~:m$.
MU_!&(X_ J)9 AnGWe 示例#1:光栅物体的成像 1YOg1 n+k +1otn~(E 1. 摘要 V";mWws+?# 5f;n<EPy
BFBR/d[& A",eS6 → 查看完整应用使用案例 :3f-9aRC! !oZQ2z~ 2. 光栅配置与对准 o3Mf:;2c C U7^7/s/. W|)GV0YM @GN(]t&3
3jvx2 nd.57@*M w Y8@1>ah 3. 光栅级次通道的选择 Z5((1J9 Yo >`h2C4
Ct4LkmD qBT_!
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示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试 9/#0?(K8 ODm&&W#* 1. 光栅配置和对准 .:rmA8U[ Z+ixRch@-s
|~z3U> 9X( Sk% → 查看完整应用使用案例 zG_p"Z7, N1%p"( 2. 基底处理 =4eUAeH {w aYqm0HCT
Q8p=!K Z .quh; 3. 谐振波导光栅的角响应 T=WNBqKo] C\7u<2c
yf!,4SUkU Bz?l{4". 4. 谐振波导光栅的角响应 %;7.9% Pg`JQC|
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pCM 示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 t-WjL@$F/ NetYg]8` 1. 用于超短脉冲的光栅 Av o|v> PY?8[A+
@D)Z{=>{=5 OOok hZd` → 查看完整应用使用案例 X1oGp+& []zua14F6 2. 设计和建模流程 yG\UW&P t0q_>T-kt
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I 3. 在不同的系统中光栅的交换 );Z]SGd ;FU|7L$H
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13! bHE7yv [ 文件信息 xST4}Mb^f -p`L%xj\
=LI:S|[4 X P;Bhz3j 进一步阅读 4 /'N|c. - Configuration of Grating Structures by Using Interfaces /_)l|<k+V - Configuration of Grating Structures by Using Special Media "k:=Y7Dx - VirtualLab Fusion Technology – FMM / RCWA [S-Matrix] hd2'AlB ^
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