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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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    离线infotek
    科学家
     
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2021-02-05
    1. 摘要 "[[9i  
    Q,# )  
    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。 _<`j?$P  
    }6;v`1Hr  
     gi|j ! m  
    brk>oM;t  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 MY]Z@  
    df=G}M(  
     单光栅分析 |]tIE{d  
    −通过主窗口“光栅”菜单，可以进入仅针对光栅的特殊评估环境。 Gf(|?" H  
    −它有助于分析和可视化光栅的衍射特性，例如衍射角度和效率。 ~@=*JzP?  
    biy1!r  
    9U[ A   
     系统内的光栅建模 /~?'zr  
    OaeGukhX&  
    −在常规光学设置中，可以将光栅组件插入系统的任何位置。 w^e5"og]  
    −这样可以对系统内的光栅进行建模，从而在考虑光栅可能产生的影响的情况下评估系统性能。 lLq:(zMH  
     .</`#   
    5.KhI<[  
    Fc{X$hh<  
    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。 MCBZq\c  
     {s8v0~  
    3. 系统中的光栅对准 }pOem}  
    \t6k(5J  
    _sEkKh8x  
     安装光栅堆栈 sYQ=nL  
    −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）。 IUt/V^  
    −参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 W+v7OSd92  
     堆栈方向 K\w:'%>-  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 ){u/v[O9"  
    3oH.1M/  
    llbf(!  
    cO]_5@#f'8  
    k}xXja*  
     安装光栅堆栈 eI%{/>  
    - 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）。 Sn(e@|!G  
    - 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 f@3?kM(  
     堆栈方向 8|5ttdZ  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 F }/tV7m  
    - 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 WInfn f+'  
    &!|'EW  
     qhFWQ1W  
    c Z6Zx]  
    R^DZ@[\iV  
     横向位置 7+!4pf  
    −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。 T1\LS*~!  
    −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。 e XB'>#&s  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 _"b[U T}m  
     在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 N- !>\n  
     通过组件定位选项。 :gD=F&V  
    p_^Jr*Mv  
    TuF;>{~}  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理     9/?@2  
    m?Tv8-1  
    wZ&l6J4L  
     单光栅分析 PV[ Bqt  
    - 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 fVb~j;  
     系统内的光栅建模 _6y#?8RMB  
    - 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。 <'{*6f@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。 7gX#^YkE+k  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 Ol%KXq[  
    uq.!{3)8  
     K{]9Yo  
    zv~dW4'  
    5. 光栅级次通道选择 i?{cB!7  
    z( 00"ei  
    F(!9;O5J]  
     方向 /0.m|Th'm  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 {WYJQKs8  
     衍射级次选择 cdBD.sg  
    - 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 ZGa;'  
    - 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。 fJiY~mQ  
     备注 HLlp+;CF><  
    - 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 `>i8$q%  
    Kc3BVZ71  
     t<F*ODn  
    ZOAHM1ci  
    6. 光栅的角度响应 4l2/eh]Hc(  
    xF/u('A  
    < 5 ?  
     衍射特性的相关性 ~AvB5  
    - 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 {IB}g:  
    - 对于不同的波长/偏振，衍射效率也不同，并且对于不同的入射角，衍射效率也不相同。 vYPZVqF_$  
    - 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） TJ_<21a  
    - 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。  ktA5]f;  
    %1oh+'ES F  
     j aU.hASj  
    i9RAb tQ}  
    示例＃1：光栅物体的成像 3Fu5,H EJ  
     Z9)-kRQz=r  
    1. 摘要 K*QRi/O  
     V6L0\  
     NFs Cq_f  
    L?Fb}  
    → 查看完整应用使用案例     eBZ94rA]  
    io[>`@=  
    2. 光栅配置与对准 !l(O$T9 T  
       ;h7W(NO~z  
    }xA Eu,n^  
    rGn6S &-  
     D\4pLm"!v  
    ]jB`"to*}  
     ]B2%\}c  
    3. 光栅级次通道的选择 vWs#4JoG  
    |7$Q'3V  
     j*6>{_[  
       CVAX?c{   
    示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 fe3a_gYPz  
     .7<6 zG6J  
    1. 光栅配置和对准 _w.H]`C!X  
    pXhN?joe  
     S^q%+Z  
    y),yks?iv  
    → 查看完整应用使用案例 <Od5}  
     )Y](Mj!D  
    2. 基底处理 v;WfcpWq2  
    JeXA*U#  
     ty>9i]Y-  
    \dHdL\f  
    3. 谐振波导光栅的角响应 ,Qh9}I7;C  
    hU~up a<dD  
     ?^by3\,VZ  
    @UK%l :L  
    4. 谐振波导光栅的角响应 W[G5+*i  
    n w  
     ]}Jb'(gMO4  
       c D5N'3  
    示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法  oB8LJZ;  
     Jwtt&" c0.  
    1. 用于超短脉冲的光栅 [sXn B$  
    +v)+ k  
    |I2~@RfpO:  
    0-~F%:x  
    →     查看完整应用使用案例     0PdX>h.t  
    Yma-$ytp  
    2. 设计和建模流程 q |Orv =v  
    b(Nxk2uv  
     hcT5>w[  
    V2B: DIpr  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 n.b_fkZNr  
    XE`u  
     WX&0;Kr  
    9&"wfN N  
    文件信息 d9.I83SS  
    ^fEer  
     \GdsQAF"  
    ] A,Og_g  
    进一步阅读 S#F%OIx  
    - Configuration of Grating Structures by Using Interfaces 5`FPv4   
    - Configuration of Grating Structures by Using Special Media J] )gXVRM  
    - VirtualLab Fusion Technology – FMM / RCWA [S-Matrix]     ;8Ts  
    FfM,~s<Efz  
     XNr8,[c  
    QQ：2987619807 wl0i3)e:  
     
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    高级工程师
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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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    离线infotek
    科学家
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    只看该作者 2楼 发表于: 2021-03-02
    回 wmh1985 的帖子
    wmh1985:楼主有VIRTUALLAB 可用的软件吗 (2021-03-01 17:20)   m8z414o  
    l/6(V:  
    有的，可以加我QQ给你
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