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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 n@BE*I<"  
    &86km FA  
    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。  Iz2K  
    QEM")(  
    zQ {g~x  
    XJ]MPiXj  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 hQBeM7$F_  
    ?9i7+Y"  
     单光栅分析 2 c'=^0:  
    −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。 uw+v]y  
    −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。 n?pCMS|  
    }i/&m&VU  
    0+8ThZ?n  
     系统内的光栅建模 Ts;W,pgP  
    0|{U"\  
    −在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。 mf@YmKbp  
    −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。 VzpPopD,QW  
    P58U8MEG  
    $X9Ban]  
    5vY h~|  
    两种建模方法通常可以一起使用,如先优化光栅结构本身,然后将其插入系统。 CBSJY&:K  
    % @Ks<"9  
    3. 系统中的光栅对准 .,,?[TI  
    +M@G 8l  
    5]; 8  
     安装光栅堆栈 N>Y`>5  
    −为了描述系统内的光栅,光栅堆栈始终固定在参考表面上(仅平面)。 F4 Ft~:a  
    −参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 qPE(Lt1  
     堆栈方向 @D"#B@j  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 1elcP`N1  
    W\U zw,vI  
    ]rn!+z  
    -5v c0"?E  
    5vbnO]8  
     安装光栅堆栈 Eg-b5Z);  
    - 为了描述系统内的光栅,光栅堆栈始终固定在参考表面上(仅平面)。 "MC&!AMv  
    - 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 'QT(TF>  
     堆栈方向 qvYYKu  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 M=o,Sav5*  
    - 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。 9aZ3W<N`M  
    92Ar0j]  
    rxa"ji!)  
    Cqg}dXn'  
    #A]7cMZ'W  
     横向位置  Kz3u  
    −对系统中的一般场与光栅的相互作用进行建模时,必须考虑光栅的横向位置。 |,dMF2ADc  
    −例如,激光束(紧密地)聚焦在线性光栅的带状结构或者气隙上,效果可能会大不相同。 QJdSNkc6  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 @aCg1Rm  
     在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或 {K3\S 0L  
     通过组件定位选项。  TWx<)  
    .[2MPjg  
    308w0eP  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理
    XN=<s;U  
    ~g|e?$j  
    ,C&h~uRi#f  
     单光栅分析 $Q{1^  
    - 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 D4'XBXmb  
     系统内的光栅建模 '12|:t&7  
    - 但是,任何现实的光栅结构都放置在基底上,使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。 Vg \-^$  
    - 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。 0BaL!^>  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 bk6$+T=>  
    JEHV \ =  
    o4~ft!>  
    j~Gu;%tq  
    5. 光栅级次通道选择 w,}}mC)\*  
    >D:S)"  
    -'}iK6  
     方向 &g& &-=7)  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。 cC}s5`  
     衍射级次选择 ]NFDE-Jz]  
    - 对于方向组合,可能会有多个衍射级。 LG<lZ9+y  
    - 并非总是需要考虑所有衍射级,建议仅使用感兴趣的衍射级。 YSa:"A  
     备注 -|)[s[T~m  
    - 在FMM计算中,光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 qsk71L  
    IB!Wrnj?  
    4uftx1o   
    t91CxZQ^s  
    6. 光栅的角度响应 `=KrV#/758  
     v$tS 2N2  
    HqF8:z?v  
     衍射特性的相关性 B:mlBSH  
    - 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。 8dA/dMQ  
    - 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。 @tj0Ir v  
    - 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) ]#:xl}'LS  
    - 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 E,6E-9  
    .<NXk"\!y  
    hYWWvJ)S  
    RDqC$Gu  
    示例#1:光栅物体的成像 O,OGq0c  
    c''O+,L1+  
    1. 摘要 WX=+\`NyJ(  
    kcOpO<oE  
    8U(a&G6gn  
    l:|Fs=\  
    查看完整应用使用案例
    n9J>yud|  
    _:K}DU'6  
    2. 光栅配置与对准 (w^&NU'e  
       g8x8u|  
    &qpA<F@7  
    ~%}g"|o  
    hN:Z-el  
    s24H.>Z  
    4[-9$ r  
    3. 光栅级次通道的选择 0Gs]>B4r/  
    % (.PRRI  
    *7vPU:Q[  
       ueg X  
    示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试 \bsm#vY,  
    0iB 1_)~  
    1. 光栅配置和对准 w[+!c-A:H  
    wS^-o  
    nSC>x:jY5/  
    .iYgRW=T  
    查看完整应用使用案例 vJ'ho  
    }rQ*!2Y?  
    2. 基底处理 37[C^R!1c  
    0IdD   
    WE"'3u^k  
    #RD%GLY  
    3. 谐振波导光栅的角响应 W6iIL:sp  
    B>mQ\Q  
    3TtW2h>M  
    HkN +:  
    4. 谐振波导光栅的角响应 *o#`lH  
    >6dgf`U  
    3OZ}&[3  
       [K KoEZ  
    示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 t(yv   
    [~o3S$C&7  
    1. 用于超短脉冲的光栅 7.t$#fzi  
    ^v'Lu!\f  
    gn%"dfm  
    A^7!+1*K+  
    查看完整应用使用案例
    |eqDT,4  
    YH>n{o;- ?  
    2. 设计和建模流程 S=2,jPX2r  
    + ThKqC_  
    Pm_=   
    WDZi @9X_  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 HHYcFoJwYN  
    gc=e)j@  
    GND[f}  
    @RP|?Xc{?  
    文件信息 dB5DJ:$W$  
    T,fz/5w  
    'n no)kQ"  
    `jHGNi  
    进一步阅读 Vh8uE  
    - Configuration of Grating Structures by Using Interfaces |3L MVN  
    - Configuration of Grating Structures by Using Special Media ]*|K8&jxl  
    - VirtualLab Fusion Technology – FMM / RCWA [S-Matrix]
    h]#)41y<  
    K0\WN"ua;  
    SMyg=B\x?7  
    QQ:2987619807 {JgN^R<5<f  
     
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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)  "\;wMR{  
    s2~dmZ_B|_  
    有的,可以加我QQ给你