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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 TjWE_Bq]g  
    Gz I~TWc+G  
    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。 {>3\ N0e5  
    QZAB=rR  
    Mpue   
    %U7.7dSOI;  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 B@Co'DV[/]  
    _3iHkQr  
     单光栅分析 ubsSa}$q  
    −通过主窗口“光栅”菜单,可以进入仅针对光栅的特殊评估环境。 {3a&1'a0g  
    −它有助于分析和可视化光栅的衍射特性,例如衍射角度和效率。 O-vGyNxP|  
    P;ZU-G4@   
    lv0nEj8F  
     系统内的光栅建模 :pX`?Ew`g  
    %A1@&xrbl  
    −在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。 #TK~eHi  
    −这样可以对系统内的光栅进行建模,从而在考虑光栅可能产生的影响的情况下评估系统性能。 eO=s-]mk  
    uhH^>z KA  
    wCs^J48=  
    a/Q$cOs  
    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。 z@|dzvjl Q  
    &ad I (s~  
    3. 系统中的光栅对准 V!%jf:k  
    &K_)#v`|  
    0Q,g7K<d  
     安装光栅堆栈 v dbO(  
    −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)。 M4LP$N  
    −参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 ;rI@ *An  
     堆栈方向 p?[Tm*r  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 k- V,~c  
    +=Jir1SLV  
    ;a=w5,h:  
    5 hj  
    d4:`@*  
     安装光栅堆栈 ,)+ o  
    - 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)。 {%)s.5Pfw  
    - 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 .xzEAu;  
     堆栈方向 :Eh\NOc_O  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 5IOFSy`  
    - 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。 0C<[9Dl.G8  
     mvW%  
    `0H g y=  
    \]Kh[z0"  
    mE O \r|A  
     横向位置 -&82$mj  
    −对系统中的一般场与光栅的相互作用进行建模时,必须考虑光栅的横向位置。 yNW\?Z$@q  
    −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。 T lAR.cV  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 Xdi:1wW@p  
     在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或 c0c|z Ym  
     通过组件定位选项。 d\MLOXnLq;  
    WH ?}~u9  
    g 6]epp[8  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理
    !g~1&Uw1  
    ~AY N  
    a8u 9aEB  
     单光栅分析 :.(;<b<\  
    - 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 '[$)bPMHl  
     系统内的光栅建模 t$2_xX  
    - 但是,任何现实的光栅结构都放置在基底上,使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。 sAo& uZ  
    - 平面建模考虑了菲涅耳损耗,但不与光栅叠层的FMM计算耦合。 ERwHLA  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 i 8!zu!-0  
    u$%t)2+$4  
    4%WzIzRb  
    `k(yZtb  
    5. 光栅级次通道选择 s?8<50s  
    hLJM%on  
    }(a+aHH  
     方向 qQ\Y/}F  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。 j R=s#Xz  
     衍射级次选择 ,1'4o3  
    - 对于方向组合,可能会有多个衍射级。 6cqP2!~  
    - 并非总是需要考虑所有衍射级,建议仅使用感兴趣的衍射级。 ly% F."v  
     备注 Vz14j_  
    - 在FMM计算中,光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 #T`t79*N  
    d]9U^iy  
    %h1N3\y9i(  
    sGvIXD  
    6. 光栅的角度响应 ntNI]~z&  
    *5bLe'^\|K  
    \xg]oKbn  
     衍射特性的相关性 ' |-JWH  
    - 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。 W\1i,ew>  
    - 对于不同的波长/偏振,衍射效率也不同,并且对于不同的入射角,衍射效率也不相同。 }QZQ3@  
    - 为了解决与角度有关的衍射行为,可能需要指定k域中的采样点(等效于角度空间) !+u"3;%h  
    - 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 f3`7tA  
    9nu3+.&P  
    'B+ ' (f  
    Q{e\}wN  
    示例#1:光栅物体的成像 H>r!i 4l  
    :akT 'q#  
    1. 摘要 0$r^C6}f  
    >-&R47G  
    kd"N 29  
    "3FihE]k  
    查看完整应用使用案例
    TAjh"JJIV  
    ~>9_(L  
    2. 光栅配置与对准 t 6v/sZ{F  
       QMv@:Eo  
    Ym;*Y !~[  
    8H[:>;S I  
    x8GJY~:SW  
    y qtKy  
    );-~j  
    3. 光栅级次通道的选择 .`?@%{  
    ETs>`#`6o  
    p~LrPWHSTP  
       boG_f@dv(  
    示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试 NnVnUgx  
    s+tGFjq  
    1. 光栅配置和对准 HR}bbsqxVf  
    hy|b6wF&  
    OR[{PU=X  
    qZ@s#UiB  
    查看完整应用使用案例 C]Q8:6b  
    k4 F"'N   
    2. 基底处理 F5S@I;   
    gv5*!eI  
    ^n0]dizB  
    Sna4wkbS  
    3. 谐振波导光栅的角响应 \W1/p`  
    uslQ*7S[^  
    ^pHq66d%Z  
    Sp@-p9#  
    4. 谐振波导光栅的角响应 G@j0rnn>B  
    <$JaWL  
    EqI(|bFwy  
       cu+FM  
    示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 ](|\whI  
    w&ak"GgV  
    1. 用于超短脉冲的光栅 p,"g+ MwP  
    4j)tfhwd8  
    Y))NK'B5  
    l&?ii68/  
    查看完整应用使用案例
    :6%Z]tt  
    6-O_\Cq8  
    2. 设计和建模流程 Dd` Mv$*d8  
    ~Jf{4*>y  
    sJNFFOz  
    {z|;Xi::"  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 O$cHZs$  
    $ tl\UH7%2  
    L@fY$Rw  
    XVU2T5s}  
    文件信息 5xL~`-IA&v  
    }NB}"%2  
    <F04GO\  
    l#n,Fg3  
    进一步阅读 08*v~(T  
    - Configuration of Grating Structures by Using Interfaces )m. 4i=X  
    - Configuration of Grating Structures by Using Special Media }\C-} Q  
    - VirtualLab Fusion Technology – FMM / RCWA [S-Matrix]
    {5  sO  
    iQ"XLrpl  
    Vx-7\NB  
    QQ:2987619807 i&n'N8D@  
     
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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)  *H|M;G  
    ~JH:EB:  
    有的,可以加我QQ给你