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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 |PDuvv!.f  
    R 5bt~U  
    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。 Nki18ud#  
    noh3mi  
    : gv[X  
    {eqUEdC  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 8Tv;,a  
    9"_qa q  
     单光栅分析 DU]MMR  
    −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。 $vlgiJ&f  
    −它有助于分析和可视化光栅的衍射特性,例如衍射角度和效率。 d q"b_pr;  
    Qf7]t-Kp  
    f(?>z!n0  
     系统内的光栅建模 dSk\J[D  
    .'5yFBS  
    −在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。 o9q%=/@,  
    −这样可以对系统内的光栅进行建模,从而在考虑光栅可能产生的影响的情况下评估系统性能。 Wq F(  
    ;&;coH8`  
    J>] ' {!+  
    8y~ Jn~t  
    两种建模方法通常可以一起使用,如先优化光栅结构本身,然后将其插入系统。 TBrAYEk  
    . I {X  
    3. 系统中的光栅对准  @*%Q,$  
    vlp]!7v  
    .eK1xwhJ  
     安装光栅堆栈 #x)G2T'?  
    −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)。 `Ft`8=(  
    −参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 ) 8st  
     堆栈方向 Rj+}L ~"  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 _ CXKJ]m4  
    [$8*(d"F'  
    ElqHZ$a?  
    W4|1wd}.t  
    8Tt2T} Y  
     安装光栅堆栈 p^5B_r:  
    - 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)。 7{8!IcR #  
    - 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 H6bomp"  
     堆栈方向 6"-LGK:  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 x #BUIi  
    - 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。 '[`.&-;  
    P]]9Sqo7  
    c^A3|tCi  
    <4C`^p  
    *G'zES0x  
     横向位置 <kPU*P,  
    −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。 )1~4Tl,S  
    −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。 zRsT6u  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 scJ`oc: <J  
     在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或 >F Z6\  
     通过组件定位选项。 ]/JE#  
    ehO F@IA_  
    H8P il H  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理
    HP*x?|4  
    0*B_$E06  
    [-s0'z  
     单光栅分析 @l$cZi e  
    - 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 fnL!@WF  
     系统内的光栅建模 K&D -1u  
    - 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。 &,{cm^*  
    - 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。 g3e\'B'  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 q fadsVp  
    xO"5bj  
    IDdhBdQ  
    1p+2*c  
    5. 光栅级次通道选择 Fm*n>^P@Y  
    XH1so1h  
    PKwHq<vAsB  
     方向 frc>0\  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。 csH1X/3ha\  
     衍射级次选择 2ZNTg@o  
    - 对于方向组合,可能会有多个衍射级。 Ga N4In[d  
    - 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。 NZi5rX N  
     备注 Ju)2J?Xs5  
    - 在FMM计算中,光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 4LUFG  
    +%UXI$v  
    dH&N<  
    YOP=gvZq  
    6. 光栅的角度响应 &q``CCOF&  
    5W 5\  *L  
    jVi''#F?f  
     衍射特性的相关性 :g+R}TR[i  
    - 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。 y9Yh%M(  
    - 对于不同的波长/偏振,衍射效率也不同,并且对于不同的入射角,衍射效率也不相同。 py P5^Qv  
    - 为了解决与角度有关的衍射行为,可能需要指定k域中的采样点(等效于角度空间) \8{C$"F  
    - 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 x8b w#  
    q,0o:nI  
    mBQ6qmK   
    1wE~dpnx  
    示例#1:光栅物体的成像 Y]B2-wt-  
    _9\ ayR>d  
    1. 摘要 QmbD%kW`3  
    S[X bb=n  
    WvUe44&^$  
    4=*VXM/  
    查看完整应用使用案例
    5c3 )p^ ]g  
    19 bP0y  
    2. 光栅配置与对准 )Qp?N<&'  
       _d %H;<_  
    Y;xVB" (  
    {xr4CDP  
    #RlI([f|&  
    WP2|0ib  
    HMrS::  
    3. 光栅级次通道的选择 3~a!h3.f  
    \Ao M'+  
    xh_6@}D2J  
       +\\,FO_  
    示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试 |v[{k>7f  
    xwTN\7f>  
    1. 光栅配置和对准 !yG{`#NZZ  
    3xp%o5K  
    D!TS/J1S;u  
    ]\ sBl  
    查看完整应用使用案例 Ia0.I " ,  
    GT|=Apnwr%  
    2. 基底处理 MftX~+  
    efl6U/'Ij  
    +>44'M^Z|(  
    zRL[.O9  
    3. 谐振波导光栅的角响应 m`I6gnLj  
    J+Q ;'J  
    #wk'&XsC#z  
    -81usu&NH  
    4. 谐振波导光栅的角响应 jiC;*]n  
    8e[kE>tS._  
    t?QR27cs$  
       [-{L@  
    示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 mI@E>VCV[  
    kbM4v G  
    1. 用于超短脉冲的光栅 `5=0f}E  
    Gv?'R0s  
    =5[}&W  
    )l\BZndf  
    查看完整应用使用案例
    >e>Q'g{  
    ~{=+dQ  
    2. 设计和建模流程 6f\0YU<C&  
    Yvs9)g  
    x6.an_W6  
    Jc-0.^]E}  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 C-@@`EP  
    o'D{ql  
    IgG@v9'  
    )o SFHf  
    文件信息 [JO'ta  
    .px*.e s  
    m!$"-nh9  
    ])7t!<  
    进一步阅读 OzA"i y  
    - Configuration of Grating Structures by Using Interfaces ,fT5I6l  
    - Configuration of Grating Structures by Using Special Media j_o6+R k  
    - VirtualLab Fusion Technology – FMM / RCWA [S-Matrix]
    `Ft.Rwj2:m  
    cPPE8}PVH  
    q/6d^&  
    QQ:2987619807 <DvpqlT  
     
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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)  2ro4{^(_  
    u7=`u/  
    有的,可以加我QQ给你