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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 xDf<@  
    AZmABl  
    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。 it2@hZc5  
    rb+&]  
    Kvu0Av-7  
    RH,1U3?  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 =[O;/~J%:  
    J?ljq A}i  
     单光栅分析 $K)9(DD  
    −通过主窗口“光栅”菜单,可以进入仅针对光栅的特殊评估环境。 a0Y/,S*K  
    −它有助于分析和可视化光栅的衍射特性,例如衍射角度和效率。 a@&^t(1  
    rYnjQr2a  
    2 {lo  
     系统内的光栅建模 J%?'Q{  
    >?b9Xh  
    −在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。 0Hz*L,Bh4  
    −这样可以对系统内的光栅进行建模,从而在考虑光栅可能产生的影响的情况下评估系统性能。 H];QDix?  
    [u_-x3`  
    :y)'_p *l/  
    mVYLI!n}0#  
    两种建模方法通常可以一起使用,如先优化光栅结构本身,然后将其插入系统。 e]\{ Ia  
    +L4_]  
    3. 系统中的光栅对准 _kR,R"lh  
    hWGCYkuW  
    QdM&M^  
     安装光栅堆栈 r5!I|E  
    −为了描述系统内的光栅,光栅堆栈始终固定在参考表面上(仅平面)。 !]tZE%?  
    −参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 ]M|Iy~ X   
     堆栈方向 7` ^]:t  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 W/O&(t  
    * i[^-  
    sR`WV6!9  
    ^(p}hSLAfQ  
    RlU=  
     安装光栅堆栈 o=`FGowF  
    - 为了描述系统内的光栅,光栅堆栈始终固定在参考表面上(仅平面)。 ,|4%YaN.3  
    - 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 /J8'mCuC.  
     堆栈方向 j HT2|VGb*  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 X@u-n_  
    - 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。 |V2+4b,  
    IrU}%ZVV  
    hSmu"a,S  
    i%7b)t[y  
    Y-%S,91O  
     横向位置 8=^o2&  
    −对系统中的一般场与光栅的相互作用进行建模时,必须考虑光栅的横向位置。 &xF 2!t`  
    −例如,激光束(紧密地)聚焦在线性光栅的带状结构或者气隙上,效果可能会大不相同。 A &i  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 * %p6+D-C  
     在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或 !=(~e':Gv  
     通过组件定位选项。 |okS7.|IX  
    pIh%5Z U  
    j|f$:j  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理
    v4}kmH1  
    Cc:m~e6r  
    ZbJUOa?WF  
     单光栅分析 L3 M]06y  
    - 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 * pN,@ZV$  
     系统内的光栅建模 4C&L%A  
    - 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。 ]p(jL7  
    - 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。 `jR;RczC  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 ZFy>Z:&S,  
    s}Q%]W  
    8S1%;@c  
    hia_CuY#  
    5. 光栅级次通道选择 4a;8XAl  
    Z7&Bn  
    euHX7  
     方向 ^'DrU< o  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。 2U6j?MyH2  
     衍射级次选择 dq?q(_9  
    - 对于方向组合,可能会有多个衍射级。 7kM_Ijd$  
    - 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。 RaFk/mSw  
     备注 IAbK]kA  
    - 在FMM计算中,光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 FJ3Xeo s4|  
    EJYfk?(B  
    {9KG06%+  
    jp2AU,Cl  
    6. 光栅的角度响应 Ek'  
    KYY~ YP  
    Pg%OFhA  
     衍射特性的相关性 8Z>ZjNG  
    - 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。 H"8+[.xBh  
    - 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。 4.bL>Y>c  
    - 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) Y418k  
    - 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 =)C}u6  
    (6p 5 Fo  
     }5^j08  
    hQrO8T?2  
    示例#1:光栅物体的成像 GYot5iLg  
    _Tyj4t0ElV  
    1. 摘要 WF<0QH  
    V ^=o@I  
    }2M2R}D  
    $~4ZuV%  
    查看完整应用使用案例
    {{ M?+]p,^  
    = wNul"  
    2. 光栅配置与对准 Y'kD_T`f,  
       aX6.XHWbDf  
    _T^ip.o  
    ^1U2&S  
    u2'xM0nQ  
    0q"&AxNsP  
    Kd CPt!  
    3. 光栅级次通道的选择 N4"%!.Y  
    6l IFxc  
    eFvw9B+  
       0mL#8\'"  
    示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试 PL<q|y  
    *""'v   
    1. 光栅配置和对准 `bO+3Y'5  
    {U4BPKof  
    *iS<]y  
    $xmlt vaF  
    查看完整应用使用案例 ZbCu -a{v  
    nm 66U4.@  
    2. 基底处理 [|V<e+>T/  
    Zr'VA,v  
    ws4a(1  
    ?f[#O&#  
    3. 谐振波导光栅的角响应 VN|P(S6  
    3]0ETcT  
    oUR'gc :  
    2 5h.u>6@{  
    4. 谐振波导光栅的角响应 $I!vQbi  
    u*Eb4  
    k2N[B(&4J  
       71nXROB  
    示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 h9LA&!  
    ;id0|x  
    1. 用于超短脉冲的光栅 e.n&Os<|<  
    5[[4A]#T  
    om$)8'A,l  
    hT9fqH  
    查看完整应用使用案例
    # 9Z];<g  
    ^.Vq0Qzy]  
    2. 设计和建模流程 OOs Y{8xM  
    PoY+Y3  
    i3s-l8\\z  
    bl(rCbj(w  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 UyBI;k^]  
    >Rs:Fw|jro  
    |i7|QLUT  
    [Hy0j*  
    文件信息 >}GtmnF  
    &V$_u#<  
    yb56nd  
    Ki{&,:@  
    进一步阅读 aGx`ec*t  
    - Configuration of Grating Structures by Using Interfaces V9NE kS  
    - Configuration of Grating Structures by Using Special Media Xa\{WM==;  
    - VirtualLab Fusion Technology – FMM / RCWA [S-Matrix]
    I0sd%'Ht?  
    [2~Et+r6g  
    z%(m:/N70  
    QQ:2987619807 BZ<Q.:)  
     
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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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    回 wmh1985 的帖子
    wmh1985:楼主有VIRTUALLAB 可用的软件吗 (2021-03-01 17:20)  ,|6 O}E&  
    EK`}?>'  
    有的,可以加我QQ给你