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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 WHOy\j},V  
    YIZu{  
    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。 TB&IB:4)R  
    2vG X\W% 3  
    !s/qqq:g  
    'q~<ZO  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 )CE]s)6+2  
    u {\>iQ   
     单光栅分析 3)o>sp)Ji$  
    −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。 #6YpV)  
    −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。 H<q|je}e  
    0F_hXy@K  
    )16+Pm8  
     系统内的光栅建模 1'(";  0I  
    F;_o `h  
    −在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。 eg?p)|  
    −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。 N TDmOS\,  
    {` bX*]  
    [PiMu,O[v  
    ]}l.*v\uK  
    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。 \h s7>5O^K  
    ujBm"p_|  
    3. 系统中的光栅对准 >FHx],  
    NX(+%EBcA  
    \nuz l   
     安装光栅堆栈 1R*;U8?  
    −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)。 zd- *UF i  
    −参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 ;=^J_2ls  
     堆栈方向 ZrNH:Z:5  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 QQ{*j7i)  
    Q7F4OS5b  
    -$=RQH$9  
    AB+lM;_>  
    }W!w  
     安装光栅堆栈 Xg1TX_3Ml  
    - 为了描述系统内的光栅,光栅堆栈始终固定在参考表面上(仅平面)。 ?G~rYETvw  
    - 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 b%"/8rK  
     堆栈方向 TxN+-< f  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 sh`3${  
    - 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。 =HIKn6C<  
    .=G3wox3  
    Qh Rj*,  
    +8 \?7,FY  
    ^{0*?,-x  
     横向位置 U1/ww-!Z  
    −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。 'x? |tKzd  
    −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。 fU%Ys9:wU  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 Gf.xr%mUZr  
     在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或 jVGAgR=[G  
     通过组件定位选项。 %RF$Y=c'C  
    ;QCGl$8A  
    Lp}V 94xT  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理
    B>d49(jy  
    5S&Qj7kr  
    ouoIbA9X  
     单光栅分析 fwzyCbks  
    - 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 [9~EH8  
     系统内的光栅建模 ^c.pvC"4j  
    - 但是,任何现实的光栅结构都放置在基底上,使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。 ^e =xEZD  
    - 平面建模考虑了菲涅耳损耗,但不与光栅叠层的FMM计算耦合。 iGj,B =35  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 -H[@]Q4w  
    S ;8=+I,  
    F/j ; q  
    (=gqqOOl~  
    5. 光栅级次通道选择 (k"0/*F4_  
    `-b{|a J  
    'aD"v>  
     方向 Sa.nUj{M=  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。 Zg4wd/y?  
     衍射级次选择 5RO6YxQ  
    - 对于方向组合,可能会有多个衍射级。 uP8 cW([  
    - 并非总是需要考虑所有衍射级,建议仅使用感兴趣的衍射级。 e(1{W P  
     备注 g%m-*v*  
    - 在FMM计算中,光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响  myOW^  
    =*+f2  
    )NZ&m$I|-  
    p`U#  
    6. 光栅的角度响应 g?}h*~<b  
    &,l7wK  
    MDd 2B9cy[  
     衍射特性的相关性 DSp~k)  
    - 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。 M 0G`P1o  
    - 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。 G$Fo*;Fl  
    - 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) $SFreyI;Uf  
    - 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 xZV|QVY;  
    z [u!C/  
    X ) =-a  
    |6Iw\YU  
    示例#1:光栅物体的成像 _XrlCLp: d  
    0s}gg[lj  
    1. 摘要 _wW"Tn]  
    ?G&J_L=@Y  
    PIQd=%?'  
    F<2gM#jLB  
    查看完整应用使用案例
    L/bvM?B^  
    !l .^]|  
    2. 光栅配置与对准 7s:cg  
       OMYbCy^  
    vZ=dlu_t  
    ^tjM1uaZ5(  
    ^QHgc_oDm  
    = 4'r+2[  
    +f_3JL$  
    3. 光栅级次通道的选择 H6 $pA^  
    r>"l:GZ  
    0PUSCka'6  
       vsI|HxpyC,  
    示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试 #xhl@=W;  
    y{tM|  
    1. 光栅配置和对准 =fhRyU:C[z  
    a][Tb0Ox  
    su8()]|0x  
    6"+bCx0:  
    查看完整应用使用案例 ?#ywUEY* i  
    Ipow Jw^  
    2. 基底处理 ah!RQ2hDrV  
    HXqG;Fds(  
    O G7U+d6  
    +~lPf.  
    3. 谐振波导光栅的角响应 ^Ri ; vM  
    j(_6.zf  
    (|y@ ftr@  
    c&SSf_0O*  
    4. 谐振波导光栅的角响应 :%zAX  
    reoCyP\!!  
    !JjNm*F[  
       P2U[PO  
    示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 vFgnbWxG  
    x$bCbg  
    1. 用于超短脉冲的光栅 U owbk:  
    XJ7mvLM;  
    ITU6Eq  
    oi^pU  
    查看完整应用使用案例
    ;@[ax{ J  
    N#X(gEV  
    2. 设计和建模流程 %#lJn.o  
    wF['oUwHH  
    QUc&f+~  
    YJ01-  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 k3e?:t 9  
    TaTw,K|/  
    8d>>r69$pa  
    {'f=*vMI  
    文件信息 $-mwr,i  
    qI1J M =  
    ;J?zD9  
    ItQ3|-^  
    进一步阅读 <%LN3T  
    - Configuration of Grating Structures by Using Interfaces gG,gL 9o  
    - Configuration of Grating Structures by Using Special Media &8Oy*'  
    - VirtualLab Fusion Technology – FMM / RCWA [S-Matrix]
    (#r>v h(  
    ~5_>$7L>  
    f9b[0L  
    QQ:2987619807 Hl*/s  
     
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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)  W_P&;)E  
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