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1. 摘要 +@94;me <QA6/Ef7 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。 ox(j^x]NC ex::m&
qHuZcht S'4(0j 2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 ,{BaePMp j7jCm: 单光栅分析 ]~aF2LJ_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。 |.F$G< −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。 `+o2DA)#( n\xX}, Oy%''+g 系统内的光栅建模 7s/u(~d) Tw""}|] g −在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。 {[+mpKq −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。 ;\]b T;# 43mP]*=A +z9Q-d%O K('hC)1 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。 -o!$tI& X~lVVBO 3. 系统中的光栅对准 Xc?&_\. + ,1 [q^-9 a0D%k: k5 安装光栅堆栈 lfqiyYFm −为了描述系统内的光栅,光栅堆栈始终固定在参考表面上(仅平面)。 {]:7bV#JP −参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 sg$rzT-S4 堆栈方向 a-=8xs' −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 f33 l$pOp H@%GSE
cc~O&?)i [_1G@S6Ex u*Pibgd< 安装光栅堆栈 7Rd'm'l) - 为了描述系统内的光栅,光栅堆栈始终固定在参考表面上(仅平面)。 *7ZN]/VRT - 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 K`u(/kz/< 堆栈方向 uBNn6j - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 5N/%v&1 - 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。 C|}iCB (9Ux{@$o[
L"o>wYx ihIVUu-M Y]/%t{Y 横向位置 gcdlT7F)b- −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。 =a@j= −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。 }:us:% −光栅的横向位置可通过一下选项调节 c'%-jG)\ 在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或 KH(%? 通过组件定位选项。 GO`Ru 8 eYN5;bx)W
%s|}Fz-> 4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 =5/9%P8j9 "Zl5< Sjvdirr 单光栅分析 YKH\rN6X - 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 `6lr4Kk @R 系统内的光栅建模 E"qRw_
~t - 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。 wO'TBP - 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。 tzZ`2pSh - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 gl\\+VyU /{+y2.{j
2NC.Z; X-6de>= 5. 光栅级次通道选择 NidIVbT.A K@I
D/]PF ;<&*rnH 方向 W-mQjJ`,B - 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。 TW)c#P43K 衍射级次选择 .E`\MtA - 对于方向组合,可能会有多个衍射级。 % tS,}ze - 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。 zHA!%>%' 备注 `uOT+B%R - 在FMM计算中,光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 &"yx<&c} 3EJj9}#x"'
>V-A;S: OI|[roMK 6. 光栅的角度响应 Q6PHpaj GeyvId03H .~~nUu+M 衍射特性的相关性 _
TiuY - 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。 SIBtmm1W - 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。 B^4&-z2| - 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) g%sluT[# - 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 uGwm
r Ro\8ZXUQa
,]bhy p )#?"Gjf~ 示例#1:光栅物体的成像 \:b3~%Fz YmL06<Mh 1. 摘要 ^yW L,$ EAT"pxP
]^yFaTfS qB5j;@r → 查看完整应用使用案例 &-;4.op +9M^7/}H 2. 光栅配置与对准 caIL&G, h{CL{>d s]HOGJJz =m!-m\B/
C_(
*>!Z% }u\])I3 0]'7_vDs| 3. 光栅级次通道的选择 YJ^]
u} 'H3^e}
0@[$lv;OS ^|/TC!v]M 示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试 %>yG+Od5Z Vp#JS3Y 1. 光栅配置和对准 sQ=]NF)\
-?H#LUk
]GMe\n RM]\+BK → 查看完整应用使用案例 $ZUdT QCD.YFM 2. 基底处理 7TgOK Pnk5mK$
3r<~Q7e q2/pNV# 3. 谐振波导光栅的角响应 -j+UMlkB g$":D
e{h<g>7 p?{Xu4( 4. 谐振波导光栅的角响应 |Z|-q"Rf NC8t)
X7
.\\DKh% GX)u|g 示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 OtY`@\hy BIb4h
1. 用于超短脉冲的光栅 6~0$Z-);( 3RiWZN
[=x[ w70 efSM`!%j → 查看完整应用使用案例 ~{*7"o/ 9TU88] 2. 设计和建模流程 g6W)4cC8a ,f kcp]}
g-qP;vy@"q BoA/6FRi[ 3. 在不同的系统中光栅的交换 8{Q<N%Jnu Bm.afsM;
ImCe K ]~844Jp 文件信息 h,QKd>4:CF ,t}vz 7
qsL)}sC^8 1pQn8[sc@ 进一步阅读 M\C"5%2Mu - Configuration of Grating Structures by Using Interfaces (As#^q\>B - Configuration of Grating Structures by Using Special Media M-\Y"]sW - VirtualLab Fusion Technology – FMM / RCWA [S-Matrix] yh^!'!I6u[ bAsYv*t%r U2$d%8G QQ:2987619807 h"lX4
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