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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 正序阅读 楼主  发表于: 2021-02-05
    1. 摘要 u^$Md WP  
    "EYj Y->  
    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]'  
    u2B W]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('l H-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.P 2^%  
    mOgOHb2  
    3hXmYz(  
    ]6B mCh  
    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!.  
    Z cTL#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`IKJ  
     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。 xTJ Sr2f  
    - 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}PEu3y  
     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<EP y  
    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:;2cC  
       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_! )h   
    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|  
    `ruNA>M  
       Q $]YD pCM  
    示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 t-WjL@$F/  
    NetYg]8`  
    1. 用于超短脉冲的光栅 Av o|v>  
    PY?8 [A+  
    @D)Z{=>{=5  
    OOokhZd`  
    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  
    9t?L\  
    Pe}PH I  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 );Z]SGd  
    ;FU|7L$H  
    ~h! 13!  
    b HE7yv [  
    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]
    h d2'AlB  
    ^ q?1U?4  
    s5&=Bsv  
    QQ:2987619807 :HRT 2I  
     
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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)  ,Nm$i"Lg  
    C! 9}  
    有的,可以加我QQ给你
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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