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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 cW"DDm g  
    T5I#7LN#  
    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。 a"t~ K  
    }*C  
    fU$_5v4  
    Zu>-y#Bw  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 pp7 $Q>6  
    R9"}-A  
     单光栅分析 % -+7=x  
    −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。  &"27U  
    −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。 _%\%  
    ;mGPX~38  
    PDz:x4A  
     系统内的光栅建模 _Y}cK| 3  
    V\]j^$  
    −在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。 M`@ASL:u  
    −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。 0@y`iZ] 1S  
    gSj0+|  
    Ai^0{kF6  
    $<&_9T#&w  
    两种建模方法通常可以一起使用,如先优化光栅结构本身,然后将其插入系统。 K)+]as  
    _IV!9 JL  
    3. 系统中的光栅对准 f4F%\ "  
    `R7dn/  
    V[WL S?-)  
     安装光栅堆栈 Br42Qo2"T>  
    −为了描述系统内的光栅,光栅堆栈始终固定在参考表面上(仅平面)。 'iOa j0f  
    −参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 ~ F-lO1  
     堆栈方向 #`K{vj  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 H8HVmfM  
    HD2C^V2@M  
    oR,zr  
    @3=q9ftm  
    Dsc0 ;7~6  
     安装光栅堆栈 rwio>4=  
    - 为了描述系统内的光栅,光栅堆栈始终固定在参考表面上(仅平面)。 "9"  
    - 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 ~Lg ;7i1L  
     堆栈方向 B*Om\I  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 ".N{v1  
    - 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。 YK$[)x\S  
    q bCU&G|)  
    #a2Z.a<V  
    h|`R[  
    1;i|GXY:h  
     横向位置 A"s?;hv\fS  
    −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。 =n_z`I  
    −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。 AkdO:hVtG  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 P/^@t+KC  
     在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或 oOAkwc%)b  
     通过组件定位选项。 4<)*a]\c5M  
    z 0zB&}  
    ) j&khHD  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理
    ~x+'-2A46  
    H+]h+K9\7  
    s,!vBSn8  
     单光栅分析 /me ]sOkn  
    - 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 %g89eaEZ  
     系统内的光栅建模 Ex|Z@~T12  
    - 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。 NXDkGO/*  
    - 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。 !<VP[%2L~  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 DHuvHK0#  
    SDNRcSbOD6  
     98^7pa  
    'irwecd8  
    5. 光栅级次通道选择 #w\x-i|  
    e 8oAGh"  
    ]@Z nP,8  
     方向 &)JoB  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。 Y6hV ;[\F  
     衍射级次选择 wq!9wk9  
    - 对于方向组合,可能会有多个衍射级。 f8=qnY2j  
    - 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。 P>)J:.tr0  
     备注 VAUd^6Xdwx  
    - 在FMM计算中,光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 &2[Xu4*  
    N#)Klq87z  
    )Y'g;  
    ; lrO?sm  
    6. 光栅的角度响应 I.|b:c xN  
    .f. tPm  
    ?"<m{,yQI  
     衍射特性的相关性 9IrCu?n9b  
    - 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。  YGs'[On8  
    - 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。 BD}%RTeWKq  
    - 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) ;;XY&J  
    - 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 f}4A ,%:1  
    >"b\$",~6  
    z7L+wNYwg  
    |M t2  
    示例#1:光栅物体的成像 +~o f#  
    =_g#I  
    1. 摘要 V=5*)i/  
    Y}s6__  
    Dd/]?4  
    < .e4  
    查看完整应用使用案例
    xx7&y !_  
    >+.GBf<E  
    2. 光栅配置与对准 vdB2T2F  
       (JnEso-V  
    >=:mtcph  
    m$(OQ,E  
    E]g6|,4~-  
    @p^EXc*|  
    DTo"{!  
    3. 光栅级次通道的选择 h"Wpb}FT  
    `'3 De(  
    5WxNH}{  
       S%Ky+0  
    示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试 1=sL[I7<  
    5rCJIl.  
    1. 光栅配置和对准 (4yXr|to}  
    3&{6+A  
    tSoF!@6  
    @"/H er  
    查看完整应用使用案例 }aXSMxCd  
    qxHn+O!h  
    2. 基底处理 jTV4iX  
    QfPw50N;  
    aj .7t =^  
    4^nHq 4_  
    3. 谐振波导光栅的角响应 V6((5o#  
    (V'w5&f(L  
    G973n  
    IuAu_`,Ndi  
    4. 谐振波导光栅的角响应 xw_$1 S  
    v''J@F7  
    |]?W`KN0  
       dBovcc  
    示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 `nEqw/I  
    eX}aa0  
    1. 用于超短脉冲的光栅 #8M^;4N >[  
    %{:pBt:Z  
    7 H:y=?X6  
    0YfmAF$/B  
    查看完整应用使用案例
    QLHEzEvf{/  
    8@S]P0lk  
    2. 设计和建模流程 J]S30&?  
    ~7g$T Ae{  
    l7VTuVGUJ  
    #<sK3PT  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 V\r{6-%XiW  
    2$!,$J-<Y  
    QOrMz`OA  
    VnB HQ.C  
    文件信息 3c wBPqH  
    <6,,:=#  
    'X6Y!VDd  
    ?P>4H0@I+  
    进一步阅读 Fi;OZ>;a  
    - Configuration of Grating Structures by Using Interfaces {TJBB/B1  
    - Configuration of Grating Structures by Using Special Media }-XZ1qr  
    - VirtualLab Fusion Technology – FMM / RCWA [S-Matrix]
    VQG$$McJ  
    $ #GuV'  
    vRf$#fBEQ  
    QQ:2987619807 ME]89 T &  
     
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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)  EU|IzUjFj|  
    ?nbu`K6T  
    有的,可以加我QQ给你