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2021-02-05 09:32 |
光学系统中的光栅建模——实例讨论
1. 摘要 {];8jdg/? I UZ@n0/T 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。 -F338J+J24 a}p}G\b|
L`6 R e6y,)W"WW2 2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 ^hy Y,X ]f}#&]<(T 单光栅分析 :*<UCn"" −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。 }<7S%?TY −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。 qGK -f4 +3wVcL
3@*orm>em 系统内的光栅建模 CtO;_;eD' *=
;M',nx −在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。 G[4$@{ −这样可以对系统内的光栅进行建模,从而在考虑光栅可能产生的影响的情况下评估系统性能。 yKb+bm&5:' HQ0fY
;D>*Pzj Tj3xK%K_r3 两种建模方法通常可以一起使用,如先优化光栅结构本身,然后将其插入系统。 G\4*6iw: ^6kE tTO* 3. 系统中的光栅对准 qh)10*FB L5{DWm~@ ZOIx+%/Vd# 安装光栅堆栈 sCrOdJ6| −为了描述系统内的光栅,光栅堆栈始终固定在参考表面上(仅平面)。 e{RhMjX<D −参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 GFX$vn-/F 堆栈方向 xC}9W6 −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 zMI_8lNz zu52]$Vj
a\]glw\; L!l`2[F| |Ym3.hz 安装光栅堆栈 0*{2^\ - 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)。 [5T{`& - 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 +>*! 3x+sE 堆栈方向 HCIS4}lQ - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 5S/YVRXq - 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。 u+_6V g*-%.fNA
!=SBeq 8nKb
mjM q1_iV.G< 横向位置 hwj:$mR −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。 tsf)+`vt −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。 !QXPn}q^0 −光栅的横向位置可通过一下选项调节 L,7+26XV"B 在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或 (5\VOCT>4% 通过组件定位选项。 LEn+0^hX #[B]\HO
X :wfmb 4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 6(=>!+xpRr <Y"h2#M " UVz}"TRq. 单光栅分析 XFmTr@\M - 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 NO'37d 系统内的光栅建模 d,+a}eTP' - 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。 =,w(D~ps - 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。 Zv|TvlyT" - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 Tk~Y ;'i>^zX`
i8Xz'Sw07 O+ghw1/ 5. 光栅级次通道选择 T6^H%;G !E.CpfaC +DwE~l 方向 /kH
7I - 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。 $ts1XIK% 衍射级次选择 W<tw],M-# - 对于方向组合,可能会有多个衍射级。 3Q:Hzq G - 并非总是需要考虑所有衍射级,建议仅使用感兴趣的衍射级。 D@?Tq,=
[ 备注 ,
aJC7'( - 在FMM计算中,光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 0/TP`3$X#" 7M, (!*b
R^k)^!/$f Ra)AQ
n 6. 光栅的角度响应 9?38/2kX4 ~pWV[oUD c5- 56Q 衍射特性的相关性 GJj} |+| - 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。 3;Y9< - 对于不同的波长/偏振,衍射效率也不同,并且对于不同的入射角,衍射效率也不相同。 /Dj-@7.C/ - 为了解决与角度有关的衍射行为,可能需要指定k域中的采样点(等效于角度空间) t`Lh(` - 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 9YEE.=]T hUP?r/B
\m%Z;xKG 'izv[{!n{ 示例#1:光栅物体的成像 1Rd2Xb CAbR+y 1. 摘要 F XG,DJ: 4`zK`bRcK#
Qy7 pM8~h &1Cif$Y4w → 查看完整应用使用案例 kps}i~Jb lEXI<b'2 2. 光栅配置与对准 K)N'~jCG vf0
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j^6,V\;l JJ4w]Dd4
,R[<+!RS
%v)+]Ds{ L#MgoBXr 3. 光栅级次通道的选择 D $&6 8 `b*x}HP$
pF<KhE*V [pX cKN 示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试 4WXr~?Vq9 o7kQ&w 1. 光栅配置和对准 OfPv'rW{x <[A;i
uFnq 3m^u _jM+;=f → 查看完整应用使用案例 -7u_ \XFk Rc(E';uc 2. 基底处理 #3}!Q0 ~tZy-1
k2:mIp\ D!rD-e 3. 谐振波导光栅的角响应 r1a/'+ 4vyJ<b
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EwCF |\T!,~ 4. 谐振波导光栅的角响应 of/'
9Tj m+3]RIr&A
6yK"g7 <(_${zR 示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 I<!,_$: plgiQr # 1. 用于超短脉冲的光栅 =~q Xzq >K*TgG6!X
UQO?hZ!y/. sfR0wEqI → 查看完整应用使用案例 VWW(=j ]69z-; 2. 设计和建模流程 qkD9xFp K}8wCS F
9M7Wlx2 &24>9 3. 在不同的系统中光栅的交换 9&Ny;oy#6 @ ]
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[='<K }u.1$Y 文件信息 G$1gk ^G's # N'_~:H
3$PGLM <^"0A 进一步阅读 2o1 RJk9 - Configuration of Grating Structures by Using Interfaces )]{& - Configuration of Grating Structures by Using Special Media %kL]-Z - VirtualLab Fusion Technology – FMM / RCWA [S-Matrix] 2YpJ4. D`NQEt"( 1G
63eH)! QQ:2987619807 79}Qj7
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