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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 - K%,^6  
    oRKEJ Nps  
    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。 O1 .w,U  
    l kyzNy9R  
    !Fw?H3X!"q  
    n,eJ$2!J  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 &1l=X]%  
    >-_d CNZ  
     单光栅分析 '}g*!jL  
    −通过主窗口“光栅”菜单,可以进入仅针对光栅的特殊评估环境。 F-D]TRG/*]  
    −它有助于分析和可视化光栅的衍射特性,例如衍射角度和效率。 Q$obOEr2(  
    d_n7k g+  
    A7! g  
     系统内的光栅建模 mNf8kwr  
    yKXff1^M  
    −在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。 Wk:hFHs3  
    −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。 RT93Mt%P  
    Eca\fkj  
    mS#zraJn5  
    LA_3=@2.H  
    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。 i |{Dd%4vK  
    a$"ib  
    3. 系统中的光栅对准 }?cGf- c  
    qQpnLV4  
    {X2`&<i6  
     安装光栅堆栈 ze_{=Cv&Y  
    −为了描述系统内的光栅,光栅堆栈始终固定在参考表面上(仅平面)。 e *(b  
    −参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 cJM:  
     堆栈方向 G*S|KH  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 #-3=o6DCK  
    mcz+ P |  
    ,+qVu,  
    *Nyev]8  
    7'wS\/e4a  
     安装光栅堆栈 w;Q;[:y  
    - 为了描述系统内的光栅,光栅堆栈始终固定在参考表面上(仅平面)。 wU#F_De)R:  
    - 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 w ;daC(:  
     堆栈方向 ZcuA6#3B  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 th6+2&B6  
    - 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。 ?u4INZ0W  
    7nbB^2  
    9Rek4<5  
    .nYUL>  
    UgWs{y2SE.  
     横向位置 g8!wb{8?s  
    −对系统中的一般场与光栅的相互作用进行建模时,必须考虑光栅的横向位置。 h' !imQ  
    −例如,激光束(紧密地)聚焦在线性光栅的带状结构或者气隙上,效果可能会大不相同。 bs9aE< j  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 C^ Q tSha  
     在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或 Q]rD}Ckv-  
     通过组件定位选项。 \4"S7.% |  
    {;2vmx9  
    "cTncL  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理
    5Z4- Z  
    tbnH,*  
    %>gW9}kB  
     单光栅分析 0Ok,oW {  
    - 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 tBTTCwNT%  
     系统内的光栅建模  tpy>OT$  
    - 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。 ;['[?wk  
    - 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。 6t/`:OZC:  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 O D Ur  
    .^$YfTabq  
    !v]b(z`Y  
    JT fd#g?I  
    5. 光栅级次通道选择 \5Vde%!$Z  
    JbB}y'c4}=  
    I\qYkWg7  
     方向 =)O,`.M.Y  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。 1FtM>&%4  
     衍射级次选择 c9R 5w.t:  
    - 对于方向组合,可能会有多个衍射级。 "P)*FT  
    - 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。 \c[IbL07  
     备注 ]|_\xO(  
    - 在FMM计算中,光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 CF|]e:  
    tNVV)C  
    zrVC8Wb  
    ,G#.BLH cX  
    6. 光栅的角度响应 T0)"1D<l  
    y2O4I'/5<  
    |*RYq2y  
     衍射特性的相关性 >;z<j$;F<  
    - 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。 fF*`'i=!  
    - 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。 1b8p~-LsU  
    - 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) m\/ Tj0e  
    - 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 3D9 !M-  
    '03->7V  
    v#=`%]mL  
    {brMqE>P#  
    示例#1:光栅物体的成像 >:=|L%]s;\  
    ]d[ge6  
    1. 摘要 ND<!4!R^  
    pf4 ^Bk}e  
    iut`7  
    pj?XLiM54%  
    查看完整应用使用案例
    .oEmU+  
    ]]}tdn_  
    2. 光栅配置与对准 /ug8]Lo0  
       8Ry74|`=R  
    q P ;A}C  
    C@N1ljXJT  
    k%[3Q>5iM  
    7?OH,^  
    ]CU]pK?nq  
    3. 光栅级次通道的选择 "l={)=R  
    :a:[.  
    6io, uh!  
       W&h[p_0  
    示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试 +7Kyyu)y@  
    Hn,:`mj4-6  
    1. 光栅配置和对准 )pw&c_x  
    reo{*) %  
    !~_zm*CqbZ  
    2/,0iwj-  
    查看完整应用使用案例 zU6a't P  
    [nxE)D  
    2. 基底处理 @eqeN9e  
    {f9{8-W <u  
    > Oh?%%6  
    O7']  
    3. 谐振波导光栅的角响应 [6jbgW~E  
    =O|c-k,f@  
    wV?,Z!\Z  
    cYNJhGY  
    4. 谐振波导光栅的角响应 wix5B@  
    i` A  
    =TR,~8Z|  
       eUS   
    示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 AvR2_  
    l0*Gb  
    1. 用于超短脉冲的光栅 N__H*yP  
    NGYyn`Lx  
    7dihVvL $  
    \EbbkN:D  
    查看完整应用使用案例
    F2(q>#<_  
    ]IJRnVp%  
    2. 设计和建模流程 x0a.!  
    r%Rs0)$yj  
    {|9}+ @5Q1  
    }~Q"s2  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 9ykM3  
    9^P2I)aD  
    *cWmS\h|  
    a :SQ16_?  
    文件信息 l2b{u GE  
    PXP`ZLF  
    x4Rk<Th"o  
    [%HIbw J  
    进一步阅读 jc_\'Gr+[  
    - Configuration of Grating Structures by Using Interfaces b7C e%Br  
    - Configuration of Grating Structures by Using Special Media O`FqD{@V  
    - VirtualLab Fusion Technology – FMM / RCWA [S-Matrix]
    mN0=i(H<  
    NGjdG=,  
    B68H&h]D#'  
    QQ:2987619807 (7lBID4  
     
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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)  &{^eU5  
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