切换到宽版
  • 广告投放
  • 稿件投递
  • 繁體中文
    • 345阅读
    • 0回复

    [技术]用于一般光学系统的光栅元件 [复制链接]

    上一主题 下一主题
    离线infotek
     
    发帖
    5734
    光币
    22822
    光券
    0
    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2024-07-03
    摘要 `nF SJlr&  
    1_+ h"LE  
    光栅光学中最常用的衍射元件之一。如今,它们经常被用于复杂的系统中,并与其他元件一起工作。在这种情况下,非常需要将光栅不仅仅是作为孤立的元件来模拟,而是与系统的其余部分结合,以评估整个系统性能。VirtualLab Fusion提供了一个独特的光栅元件,允许在光路中轻松地包含各种不同形状的光栅,无论是一维周期光栅(层状),二维周期光栅,或体(布拉格)光栅。本用例介绍了该元件的功能,包括光栅级次的设置和堆栈的定位。 ~nA k-toJ  
    Sgi`&;PF  
    n3iiW \  
    OjGI !  
    系统内光栅建模 -Q20af-  
     在一般光路中,光栅元件可以插入到系统的任何位置。 @:>]jp}uq  
     这使得在一个复杂的系统中对光栅进行建模,并因此评估整个系统的性能成为可能,同时考虑光栅的可能影响。 D, ")n75  
     光栅元件可以通过元件 > 单个表面&堆栈 > 光栅找到。 n\+ c3  
    5f*_K6,v  
    R /=rNUe  
    4aHogheg  
    附着光栅堆栈 *qzdt^[ xo  
    3-/|G-4k7  
     为了描述系统内的光栅,光栅堆栈总是附着在一个虚拟参考面上(仅平面)。 x*1wsA  
     元件的大小仅用于在3D光线追迹视图中显示;仿真中不考虑孔径效应。 FCt<h/  
     参考面可以在三维系统视图中可视化,以帮助排列光栅。 YPGM||  
     所应用的光栅结构可以是一维周期(层状),也可以是二维周期(交叉光栅)。 +[G9PP6  
    )Q1>j 2 &  
    (4FVemgy  
    e"hfeNphz  
    堆栈的方向 <D a-rv8  
    6*Z7JiQ 0  
    堆栈的方向可以用两种方式指定: 'WW:'[Syn'  
    .I^4Fc}&4  
    它既可以应用在表面的正面,也可以应用在背面(在固体标签中定义)。 k!Yc_ZB:*l  
    CV0id&Nv  
    请注意,如果堆栈位于正面,堆栈将绕Z轴旋转180°。这会影响堆栈的内部坐标系,需要在定义高度轮廓时加以考虑。 \B#tB?rA  
    ^*AI19w!Ys  
    S)U*1t7[  
    |.)LZP,  
    基底的处理、菲涅耳损耗和衍射角 S70#_{  
    7eCj p  
     作为一种惯例,往往忽略基底的影响,例如衍射效率的计算。 UBwl2Di  
     然而,任何实际的光栅结构必须建立在基底上,因此,我们使用一个平面元件和中间的自由空间延伸对其进行建模。  I0mp[6  
     平面的建模包括菲涅耳效应(S矩阵求解器)。 <q7o"NI6FZ  
    \HO)ss)"  
    4kL6aSqT  
    ^("b~-cJ  
    高级选项和信息 $5XA S  
     在求解器菜单中有几个高级选项可用。 \WiCI:  
     求解器选项卡允许编辑所使用FMM(“傅里叶模态法”,也被称为RCWA,“严格耦合波分析”)算法的精度设置。 >` s"C  
     既可以设置考虑的总级次数,也可以设置倏逝级次数。 =E2 a#Vd  
     如果考虑金属光栅,这可能是有用的。相反,对于介质光栅,默认设置就足够了。 rD}g9?ut  
    S/E&&{`ls  
    vbmt0df  
    ] hT\"5&6  
    结构分解 s~7a-J  
    RiTL(Yx  
     结构分解选项卡提供了关于结构分解的信息。 |[rn/  
     层分解和转换点分解设置可以用来调整结构的离散化。默认设置适用于几乎所有光栅结构。 m.+h@  
     此外,还提供了有关层数和转换点数的信息。 $UzSPhv[  
     分解预览按钮提供了用于FMM计算的结构数据的描述。折射率用色标表示。 Gi)Vr\Q.  
    We y*\@  
    DWU=qD+  
    1WtE] D  
    光栅级次通道选择 Q^ W,)%  
    +<Gp >c  
     可以定义具体的透射和反射级次,以供模拟中考虑。在表面被从背面照明的情况下,也可以有不同的级次。 ]fajj\  
     并不总是需要考虑所有的衍射级,我们建议只使用那些感兴趣的,以确保更有效的模拟。 H8YwMhE7  
     光栅级次通道的选择不影响FMM计算中的内部衍射级次(即精度)。 7L #)yY  
    %UI^+:C  
    2/ +~h(Cc  
    li[[AAWVm  
    光栅的角度响应 b|_e):V|  
     在VirtualLab Fusion中,光栅元件的运算符通过FMM(又名RCWA)在k域中建模。 '#c#.O  
     对于给定的光栅,其衍射行为与输入场有关。 Q>$B.z  
     不同波长/偏振态下的衍射效率不同,不同入射角度下的衍射效率也不同。 XHA|v^  
     为了解决角度相关的衍射行为,可能需要指定k域(角空间)的采样点。请参阅下面的示例以进一步说明。 qiet<F  
    fd4gB6>  
    /Q st :q  
    I7_8oq\3D  
    例:谐振波导光栅的角响应 ug,AvHEnB  
    bo#xqSGQ  
    0f5 ag&  
    A l;a~45  
    谐振波导光栅的角响应 N5K(yY_T  
    brTNwRze  
    a]Pi2:S  
     
    分享到