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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 B7 PkCS&X  
    ,;;7+|`  
    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。 \ #<.&`8B  
    i7$4i|  
    v: \8  
    ^*s DJ #  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 z=mH\!  
    21NGsG  
     单光栅分析 < z':_,  
    −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。 kw)( "SQ  
    −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。 0lpkG ="&r  
    w>#{Nl7gz  
    h?_Cv*0q  
     系统内的光栅建模 pH&*5=t}  
    w O H{L  
    −在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。 L& =a(  
    −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。 (~>uFH  
    44Dytpvg  
    (=A61]yB  
    .8o?`  
    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。 A]0A,A0  
    9NF2a)&~  
    3. 系统中的光栅对准 L`'#}#O l  
    ,+w9_Gy2H  
    Cws;6i*=@  
     安装光栅堆栈 L hp  
    −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)。 ~[8n+p+&X  
    −参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 r ^=rs!f@  
     堆栈方向 Sg%h}]~   
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 ;R5@]Hg6q  
    B":9C'tip  
    jY;T:C-T  
    Eep~3U  
    4^r4O#  
     安装光栅堆栈 oX=dJJ E  
    - 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)。 n[S-bzU^t  
    - 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 6jw9p+.  
     堆栈方向 |>^5G@e  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 &9Y ^/W  
    - 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。 6a*?m{  
    J.E Bt3  
    mkE_ a>  
    1Kjqs)p^  
    (@DqKB  
     横向位置 =Bg $OX  
    −对系统中的一般场与光栅的相互作用进行建模时,必须考虑光栅的横向位置。 ,NO2{Ha$  
    −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。 3_bE12  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 jKh:}yl4  
     在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或 t1JU_P  
     通过组件定位选项。 Vu`5/QDq  
    }SfS\b{|~  
    7vo8lnQ{  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理
    NX[-Y]t  
    8Y]% S9.  
    vAh'6Ob7r  
     单光栅分析 &\>=4)HB;  
    - 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 zq6)jHfq.  
     系统内的光栅建模 gt(^9t;  
    - 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。 N \~}`({  
    - 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。 3"BSP3/ [l  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 _<E.?K$gbU  
    X-=4Z9  
    +>&i]x(b  
    9 NGKh3V  
    5. 光栅级次通道选择 ["O_ Phb|  
    C66 9:%  
    lfAiW;giJ  
     方向 k vpkWD;  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。 216`rQ}z  
     衍射级次选择 4#Xz-5v  
    - 对于方向组合,可能会有多个衍射级。 r|63T%q!  
    - 并非总是需要考虑所有衍射级,建议仅使用感兴趣的衍射级。 4s e6+oJe  
     备注 jY2mn".N  
    - 在FMM计算中,光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 `h|Y0x  
    cR{F|0X  
    "Xg~1)%  
    XU`ly3!  
    6. 光栅的角度响应 'fs tfk  
    Jc7}z:UB  
    O$nW  
     衍射特性的相关性 NXk~o!D  
    - 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。 p[O\}MAd#  
    - 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。 vX7U|zy  
    - 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) .L9g*q/}  
    - 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 i zYC0T9  
    $bDaZGy  
    YV8PybThc  
    =P9Tc"2PN  
    示例#1:光栅物体的成像 !}5f{,.RO  
    !|W.YbS  
    1. 摘要 @Di!~e6  
    K'}I?H~P_  
    ,#czx3?4  
    h<Ct[46,S  
    查看完整应用使用案例
    A0>r]<y  
    MgP&9  
    2. 光栅配置与对准 [8<0Q_?,  
       y"Pd>61h  
    )7{r8a  
    i)]f0F  
    ]H aX.Z<  
    g[R4/]K^$  
    (j~T7og  
    3. 光栅级次通道的选择 9[`c"Pd  
    2z.~K&+x  
    mrq,kwM  
       -dWg1`;  
    示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试 :L{*B$c  
    z9:yt5ar  
    1. 光栅配置和对准 KYZ#.f@  
    0K6My4d{  
    eZ$M#I=o  
    .hM t:BMf*  
    查看完整应用使用案例 k dWUz(  
    !MrQ-B(  
    2. 基底处理 lX-i<0`  
    RH:vd|q+  
    1{5t.  
    eh%{BXW[p  
    3. 谐振波导光栅的角响应 &qK:LHhj  
    u|Oc+qA(  
    n!.=05OtX  
    c3Gy1#f:#2  
    4. 谐振波导光栅的角响应 %Oo f/q  
    @ze2'56F}  
    _-sFJi8B  
       )Fp$ *]|  
    示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 3;FV^V'  
    SuB8mPn  
    1. 用于超短脉冲的光栅 ,  O/IY  
    i6A9|G$H  
    :<s`)  
    xmEom  
    查看完整应用使用案例
    eX>*}pI  
    qo$ls\[X  
    2. 设计和建模流程 S*>T%#F6Uo  
    R8:5N3Fx  
     VM:|I~gJ  
    kMK0|+  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 *`|xa@1v`  
    /Wcx%P  
    O) TS$  
    6-uLK'E  
    文件信息 Xtfs)"  
    "OA{[)fw"  
    Qclq^|O0  
    {;E6jw@  
    进一步阅读 Cl9rJ oT  
    - Configuration of Grating Structures by Using Interfaces dWQB1Y*N  
    - Configuration of Grating Structures by Using Special Media y.I&x#(^  
    - VirtualLab Fusion Technology – FMM / RCWA [S-Matrix]
    a$h^<D ^  
    wPm  
    f>$RR_  
    QQ:2987619807 _'ebXrbZB  
     
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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)  ]#^v754X^T  
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