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    [技术]用于一般光学系统的光栅元件 [复制链接]

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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 07-03
    摘要 D^-7JbE]  
    vQa'S-@u  
    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。 60)iw4<wf  
    a+9 *@z2  
    QZ?=M@|f  
    5zIAhg@o:q  
    系统内光栅建模 \J6hI\/4^  
     在一般光路中,光栅元件可以插入到系统的任何位置。 a!mf;m  
     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。 vc]cNz:mQ  
     光栅元件可以通过元件 > 单个表面&堆栈 > 光栅找到。 ,.o<no  
    %c1#lEC2xN  
    {" 4e+y  
    JMS(9>+TA  
    附着光栅堆栈 v*qQ? S  
    W},b{NT  
     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)。 V`-vR2(  
     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。 & BvZF  
     参考面可以在三维系统视图中可视化,以帮助排列光栅。 PDLpNTBf  
     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)。 N|Sf=q?Ko  
    n 8pt\i0  
    wCHR7X0*b  
    _HA$ j2  
    堆栈的方向 +~ #U7xgq/  
    ;=< ^0hxer  
    堆栈的方向可以用两种方式指定: wO>L#"X^v  
    >2?aZ`r+  
    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)。 o1/lZm{\~n  
    3s>'hn  
    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。 \M"UmSB o  
    A~dQ\M  
    8v)_6p(<x8  
    s ncIqsZ  
    基底的处理、菲涅耳损耗和衍射角 IjfxR mV  
    }elH75[64  
     作为一种惯例,往往忽略基底的影响,例如衍射效率的计算。 P(>(K{v  
     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。 1'4J[S\cM  
     平面的建模包括菲涅耳效应(S矩阵求解器)。 "W#t;;9Wz  
    9F^;!  
    ,b$2=JO'f  
    |Cdvfk  
    高级选项和信息 s:Akk kF  
     在求解器菜单中有几个高级选项可用。 z1!6%W_.  
     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。 ;_:Ool,  
     既可以设置考虑的总级次数,也可以设置倏逝级次数。 IAOcKQ3  
     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。 . /p|?pu  
    /"ymZI!k\  
    K{l5m{:%  
    Se!)n;?7Sw  
    结构分解 =_[Z W  
    s(_+!d6  
     结构分解选项卡提供了关于结构分解的信息。 9Z6C8J v  
     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。 3qQUpm+  
     此外,还提供了有关层数和转换点数的信息。 .]|Zf!>}s  
     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。 7rHS^8'H&  
    V5D`eX9  
    5=KF!?  
    wG8Wez%  
    光栅级次通道选择 *wV[TKaN  
    L "<B;u5pM  
     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。 r Db>&s3  
     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。 (H?ZSeWx  
     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)。 gNx+>h`AF  
    +/?iCmW  
    :ZxLJK9x1  
    @gSkROCdC)  
    光栅的角度响应 ]Fb0Az  
     在VirtualLab Fusion中,光栅元件的运算符通过FMM(又名RCWA)在k域中建模。 )h^NR3N  
     对于给定的光栅,其衍射行为与输入场有关。 nB5Am^bP  
     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。 iQ^: ])m>  
     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。 cywg[  
    ^t[HoFRa  
    *wi}>_\  
    4B?!THjk  
    例:谐振波导光栅的角响应 Gowp <9 F  
    8G ]w,eF  
    c#b:3dXx9  
    B(l-}|m_  
    谐振波导光栅的角响应 tLcEl'Eo  
    $gp!w8h  
    @<_`2eW'/R  
     
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