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1. 摘要 WHOy\j},V YIZu{ 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。 TB&IB:4)R 2vG
X\W%3
!s/qqq:g 'q~<ZO 2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 )CE]s)6+2 u{\>iQ
单光栅分析 3)o>sp)Ji$ −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。 #6YpV) −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。 H<q|je}e 0F_hXy@K )16+Pm8 系统内的光栅建模 1'(";
0I F;_o `h −在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。 eg?p)| −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。 N TDmOS\, {`
bX*] [PiMu,O[v ]}l.*v\uK 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。 \h s7>5O^K ujBm"p_| 3. 系统中的光栅对准 >FHx], NX(+%EBcA \nuzl
安装光栅堆栈 1R*;U8? −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)。 zd-
*UFi −参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 ;=^J_2ls 堆栈方向 Z rNH:Z:5 −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 QQ{*j7i) Q7F4OS5b
-$=RQH$9 AB+lM;_> }W!w 安装光栅堆栈 Xg1TX_3Ml - 为了描述系统内的光栅,光栅堆栈始终固定在参考表面上(仅平面)。 ?G~rYETvw - 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 b%"/8rK 堆栈方向 TxN+-< f - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 sh` 3$ { - 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。 =HIKn6C< .=G3wox3
Q hRj*, +8 \?7,FY ^{0*?,-x 横向位置 U1/ww-!Z −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。 'x?|tKzd −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。 fU%Ys9:wU −光栅的横向位置可通过一下选项调节 Gf.xr%mUZr 在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或 jVGAgR=[G 通过组件定位选项。 %RF$Y=c'C ;QCGl$8A
Lp }V 94xT 4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 B>d49(jy 5S&Qj7kr ouo IbA9X 单光栅分析 fwzyCbks - 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 [9~EH8 系统内的光栅建模 ^c.pvC"4j - 但是,任何现实的光栅结构都放置在基底上,使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。 ^e =xEZD - 平面建模考虑了菲涅耳损耗,但不与光栅叠层的FMM计算耦合。 iGj,B =35 - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 -H[@]Q4w S;8=+I,
F/j ; q
(=gqqOOl~ 5. 光栅级次通道选择 (k"0/*F4_ `-b{|a J 'aD"v> 方向 Sa.nUj{M= - 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。 Zg4wd/y? 衍射级次选择 5RO6YxQ - 对于方向组合,可能会有多个衍射级。 uP8 cW([ - 并非总是需要考虑所有衍射级,建议仅使用感兴趣的衍射级。 e(1{W P 备注 g%m-*v* - 在FMM计算中,光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 myOW^ =*+f2
)NZ&m$I|- p`U# 6. 光栅的角度响应 g?}h*~<b &,l7w K MDd2B9cy[ 衍射特性的相关性 DSp~k) - 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。 M
0G`P1o - 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。 G$Fo*;Fl - 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) $SFreyI;Uf - 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 xZV|QVY; z
[u!C/
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=-a |6Iw\YU 示例#1:光栅物体的成像 _XrlCLp: d 0s}gg[lj 1. 摘要 _wW"Tn] ?G&J_L=@Y
PIQd=%?' F<2gM#jLB → 查看完整应用使用案例 L/bvM?B^ !l.^]| 2. 光栅配置与对准 7s:cg OMYbCy^ vZ=dlu_t ^tjM1uaZ5(
^QHgc_oDm = 4'r+2[ +f_3JL$ 3. 光栅级次通道的选择 H6$pA^ r>"l:GZ
0PUSCka'6 vsI|HxpyC, 示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试 #xhl@=W; y{tM| 1. 光栅配置和对准 =fhRyU:C[z a][Tb0Ox
su8()]|0x 6"+bCx0: → 查看完整应用使用案例 ?#ywUEY* i Ipow
Jw^ 2. 基底处理 ah!RQ2hDrV HXqG;Fds(
OG7U+d6 +~lPf. 3. 谐振波导光栅的角响应 ^Ri
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vM j(_6.zf
(|y@ftr@ c&SSf_0O* 4. 谐振波导光栅的角响应 :%zA X reoCyP\!!
!JjNm*F[ P2U [PO 示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 vFgnbWxG x$bCbg 1. 用于超短脉冲的光栅 U
owbk: XJ7mvLM;
ITU6Eq oi^pU → 查看完整应用使用案例 ;@[ax{ J N#X(gEV 2. 设计和建模流程 %#lJn.o wF['oUwHH
QUc&f+~ YJ 01- 3. 在不同的系统中光栅的交换 k3e?:t 9 TaTw,K|/
8d>>r69$pa {'f=*vMI 文件信息 $-mwr,i qI1JM =
;J?zD9 ItQ3|-^ 进一步阅读 <%LN3T - Configuration of Grating Structures by Using Interfaces gG,gL9o - Configuration of Grating Structures by Using Special Media &8Oy *' - VirtualLab Fusion Technology – FMM / RCWA [S-Matrix] (#r>v
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