首页
->
登录
->
注册
->
回复主题
->
发表主题
光行天下
->
讯技光电&黉论教育
->
用于一般光学系统的光栅元件
[点此返回论坛查看本帖完整版本]
[打印本页]
infotek
2022-11-01 08:43
用于一般光学系统的光栅元件
光栅是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。
SbrecZ
Iom'Y@x
dn$!&
Gm^U;u}=f
系统内光栅建模
'$]97b7G
在一般光路中,光栅元件可以插入到系统的任何位置。
6) [H?Q
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。
]Wlco
光栅元件可以通过元件 > 单个表面&堆栈 > 光栅找到。
y(yHt=r
v\%HPMlh
. ~~T\rmI
1JG'%8}#8
附着光栅堆栈
['tY4$L(
uGK.\PB$
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)。
y'nK>)WG4
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。
`%"\@<
参考面可以在三维系统视图中可视化,以帮助排列光栅。
j@3Q;F0ba
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)。
X[BIA+6
TpwkD_fg
+.b,AqJ/
9`X\6s
堆栈的方向
#rQ2gx4
Ad9}9!<
堆栈的方向可以用两种方式指定:
~t~k2^)|"
fW1CFRHH
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)。
3J|F?M"N7
C]`$AqKl
请注意,如果堆栈位于正面,堆栈将绕Z轴旋转180°。这会影响堆栈的内部坐标系,需要在定义高度轮廓时加以考虑。
i^Y+?Sx
RmeD$>7
o&)8o5
!6O(-S2A
基底的处理、菲涅耳损耗和衍射角
#:U%mHT(_
dhf!o0'1M
作为一种惯例,往往忽略基底的影响,例如衍射效率的计算。
x,@B(9No
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。
U-(01-
平面的建模包括菲涅耳效应(S矩阵求解器)。
S3*`jF>q
/cQueUME`
bP$dU,@p~
.K2qXw"S#
高级选项和信息
}t=!(GOb}
在求解器菜单中有几个高级选项可用。
s %``H`
求解器选项卡允许编辑所使用FMM(“傅里叶模态法”,也被称为RCWA,“严格耦合波分析”)算法的精度设置。
G+"t/?/
既可以设置考虑的总级次数,也可以设置倏逝级次数。
IT7wT+
如果考虑金属光栅,这可能是有用的。相反,对于介质光栅,默认设置就足够了。
U!?_W=?
Val|n*%
%XoiVlT@:
{ Vf XsI
结构分解
H.|#c^I
7yH"l9Z
结构分解选项卡提供了关于结构分解的信息。
D4lG[qb
层分解和转换点分解设置可以用来调整结构的离散化。默认设置适用于几乎所有光栅结构。
/hH
此外,还提供了有关层数和转换点数的信息。
p6]1w]*R
分解预览按钮提供了用于FMM计算的结构数据的描述。折射率用色标表示。
[")o.(
~IfJwBn-i
Fg5kX
.B]MpmpK
光栅级次通道选择
(ybI\UI
n,V[eW#m'L
可以定义具体的透射和反射级次,以供模拟中考虑。在表面被从背面照明的情况下,也可以有不同的级次。
Xq]w<$
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。
qYjce]c
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)。
HJLG=mU
ll<Xz((o
$%CF8\0
FxtQXu-g
光栅的角度响应
DJXmGt]
在VirtualLab Fusion中,光栅元件的运算符通过FMM(又名RCWA)在k域中建模。
G%AbC"
对于给定的光栅,其衍射行为与输入场有关。
Yz/md1T$
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。
RXpw!
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。
Pg0x/X{t
GmeQ`;9,
D9CaFu
7$vYo _
例:谐振波导光栅的角响应
QT< }] 0
nQX:T;WL@
*8yAG]z
F3v!AvA|
谐振波导光栅的角响应
[#<-ZC#T*
U0 Yll4E
b9KP( _
查看本帖完整版本: [--
用于一般光学系统的光栅元件
--] [--
top
--]
Copyright © 2005-2026
光行天下
蜀ICP备06003254号-1
网站统计