切换到宽版
  • 广告投放
  • 稿件投递
  • 繁體中文
    • 363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
    5786
    光币
    23082
    光券
    0
    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2024-07-03
    摘要 OFk8>"|  
    ]:(W_ qEA  
    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。 5| B(\wqG  
    jN31hDg<z  
    H 3@Z.D  
    fu[K".  
    系统内光栅建模 8uNULob  
     在一般光路中,光栅元件可以插入到系统的任何位置。 \OILWQ[/  
     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。 l<g5yYyf  
     光栅元件可以通过元件 > 单个表面&堆栈 > 光栅找到。 mLh kI!4[  
    2P#=a?~[  
    /E;y,o75  
    #[{3} %b  
    附着光栅堆栈 wh6yPVVF/  
    /ID3s`D)  
     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)。 uhyj5u)  
     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。 xu5ia|gYz7  
     参考面可以在三维系统视图中可视化,以帮助排列光栅。 =Prb'8 W  
     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)。 kIHDeo%K}  
    Y;4!i?el  
    bmgncwlz  
    vhbDb)J  
    堆栈的方向 cH' iA.  
    N`@NiJ(O;  
    堆栈的方向可以用两种方式指定: o?L'Pg  
    N|N3x7=gs  
    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)。 {7u[1[L1  
    "@R>J ?Cc+  
    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。 sUZX }  
    d) f@ 5/<  
    GSclK|#t E  
    PZxAH9 S?  
    基底的处理、菲涅耳损耗和衍射角 >r`b_K  
    m!<i0thJ  
     作为一种惯例,往往忽略基底的影响,例如衍射效率的计算。 5oEV-6  
     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。 j /=i Mq  
     平面的建模包括菲涅耳效应(S矩阵求解器)。 dr)YzOvba  
    T|J9cgtS  
    *B`Zq)  
    $mf u:tbP  
    高级选项和信息 Q!- 0xlx  
     在求解器菜单中有几个高级选项可用。 v+p {|X-  
     求解器选项卡允许编辑所使用FMM(“傅里叶模态法”,也被称为RCWA,“严格耦合波分析”)算法的精度设置。 |4$M]Mf0  
     既可以设置考虑的总级次数,也可以设置倏逝级次数。 .2d9?p3Y  
     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。 vEf4HZ&w  
    +$4(zP s@  
    Xq'cA9v=$J  
    !It`+0S b  
    结构分解 B9p?8.[  
    *I}`dC[  
     结构分解选项卡提供了关于结构分解的信息。 w=b)({`M  
     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。 +]=e;LN$0  
     此外,还提供了有关层数和转换点数的信息。 8.F~k~srA  
     分解预览按钮提供了用于FMM计算的结构数据的描述。折射率用色标表示。 u]}s)SmDk  
    oFOnjK"|F  
    +"9hWb5  
    n]8<DX99Q0  
    光栅级次通道选择 z/i+EE  
    dJ$"l|$$  
     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。 )`^p%k  
     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。 [MuEoWrq(}  
     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)。 OL4z%mDZi  
    &zs'/xv]  
    @lJzr3}WZ  
    8r3A~  
    光栅的角度响应 P[s8JDqu  
     在VirtualLab Fusion中,光栅元件的运算符通过FMM(又名RCWA)在k域中建模。 o7IxJCL=Q  
     对于给定的光栅,其衍射行为与输入场有关。 ss;R8:5  
     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。 +`?Y?L^ J  
     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。 C9p"?vX  
    ,{\Bze1fn  
    LC1 (Xb f  
    E=){K  
    例:谐振波导光栅的角响应 lu Q~YjH  
    ~]ZpA-*@Ut  
    wAnb Di{W  
    =8U&[F  
    谐振波导光栅的角响应 H'Yh2a`!o  
    n3J53| %v  
    ,3nN[)dk  
     
    分享到