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    [分享]光学系统中的光栅建模——实例讨论 [复制链接]

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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2021-02-05
    1. 摘要 8=;'kEU  
    Y`@:L'j  
    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。 ha6jbni  
    %X(iAoxbj  
    >"qnuv G  
    Ps3wg=ni[  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 2CX'J8Sy  
    =n_r\z  
     单光栅分析 >5Vv6_CI0?  
    −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。 7~@q#]U[  
    −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。 d` > '<  
    yyZV/ x~  
    BM+v,hGY  
     系统内的光栅建模 O)g\/uRy  
    .Y}~2n  
    −在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。 ,k}-I65M*t  
    −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。 Ew>E]Ys  
    Kj| l]'  
    \v(}@zcB|  
    2"`R_q  
    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。 {j%'EJ5  
    @ i $jyc  
    3. 系统中的光栅对准 =aM(r6 C  
    ~Rx:X4|H  
    #.|ef dsG  
     安装光栅堆栈 \A@Mlpe&t  
    −为了描述系统内的光栅,光栅堆栈始终固定在参考表面上(仅平面)。 };5d>#NK,Y  
    −参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 I^h^QeBis  
     堆栈方向 .t\#>Fe  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 |E/r64T  
    6?an._ C  
    {DzOXTI[Y  
    X 4\  
    b}DxD1*nsI  
     安装光栅堆栈 `9IG//  
    - 为了描述系统内的光栅,光栅堆栈始终固定在参考表面上(仅平面)。 r(g:b ^S  
    - 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 "<f"r#   
     堆栈方向 @VlDi1  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 WP/?(%#Y  
    - 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。 Ae,P&(  
    I"TFj$Pg  
    '!8'Xo@Go3  
    (* WO<V  
    DbRq,T  
     横向位置 < {1'cx  
    −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。 #~(J J  
    −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。 6_KO6O7g  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 t= =+SHGP  
     在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或 A.0eeX{  
     通过组件定位选项。 g\;&Z  
    /DxaKZ ;b  
    m0*bz5  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理
    7f!"vhCXM;  
    v<+5B5"1  
    (^x ,  
     单光栅分析 \]bAXa{ p  
    - 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 #^|"dIZ_M  
     系统内的光栅建模 >NL4&MV:  
    - 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。 VJp; XM  
    - 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。 !% 'dyj  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 zQpF, N<b  
    -+9,RtHR7  
    >93I|C|  
    jIpc^iu`,  
    5. 光栅级次通道选择 Yz6+ x]  
    j5eX?bi_v  
    b/>L}/^PM  
     方向 fa~4+jx>S  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。 }:6$5/?  
     衍射级次选择 IEbk_-h[  
    - 对于方向组合,可能会有多个衍射级。 Pra,r9h,  
    - 并非总是需要考虑所有衍射级,建议仅使用感兴趣的衍射级。 J. %%]-f=&  
     备注 V 4~`yT?*"  
    - 在FMM计算中,光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响  D`Tx,^E  
    (c^ZFh2]  
    S5a?KU  
    /j}"4_. 8  
    6. 光栅的角度响应 CFo>D\*J  
    2<"kfa n  
    uH"W07  
     衍射特性的相关性 (P=q&]l[  
    - 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。 1?!z<<  
    - 对于不同的波长/偏振,衍射效率也不同,并且对于不同的入射角,衍射效率也不相同。 5 5$J% ;&  
    - 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) K<#Q;(SFU  
    - 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 S.i CkX  
    w-2?|XvDmf  
    2m! T .$  
    PG@Uygahu  
    示例#1:光栅物体的成像 P LHiQ:  
    .=I:cniw\r  
    1. 摘要 ONc-jU^  
    6qAs$[  
    Ms * `w5n  
    cN]e{|  
    查看完整应用使用案例
    m+3U[KKvG  
    r]6X  
    2. 光栅配置与对准 gk-g!v&  
       e\Igc.  
    Y2Z<A(W  
    @'D ,T^I  
    "}91wfG9  
    sTmY'5ry  
    pb`!_GmB  
    3. 光栅级次通道的选择 f&ZFG>)6  
    :4HZ >!i  
    ggP#2I\  
       E;*JD x  
    示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试 06r-@iY.]  
    G/y@`A)  
    1. 光栅配置和对准 DrY5Q&S  
    Zo12F**{  
    {Xj2c]A1  
    = nIl$9  
    查看完整应用使用案例 6/4?x)l3-  
    xllk hD4F  
    2. 基底处理 f\/'Fy0  
    I7[F,xci  
    r=S6yq}  
    .#BWu(EYV  
    3. 谐振波导光栅的角响应 |^&j'k+A  
    z]\CI:  
    =o<iBbK#|  
    BS(XEmJn&j  
    4. 谐振波导光栅的角响应 li`4&<WGC  
    D=!e6E<>@  
    C{5^UCJkg  
       o 5;V=8T;  
    示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 3lW7auH4Y{  
    S2!$  
    1. 用于超短脉冲的光栅 >^U$2P  
    kN'.e*  
    8*-N@j8  
    @An "ClDa  
    查看完整应用使用案例
    l7p*: :(9  
    uyfH;9L5$  
    2. 设计和建模流程 `H#G/zOr  
    4!3mSWNV  
    /-mo8]J#2~  
    /4Q^L>a  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 R, J(]ew  
    =Y-ZI  
    5Vj t!%?r  
    kZfUwF:yN  
    文件信息 }2X"  
    +hW^wqk/.  
    lY,dyNFHV  
    # $dk  
    进一步阅读 kpQXnDm 2  
    - Configuration of Grating Structures by Using Interfaces /HiRbwQK#  
    - Configuration of Grating Structures by Using Special Media "j]85  
    - VirtualLab Fusion Technology – FMM / RCWA [S-Matrix]
    a2vZ'  
    'T_Vm%\)  
    QL{^  
    QQ:2987619807 u\uYq  
     
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    只看该作者 1楼 发表于: 2021-03-01
    楼主有VIRTUALLAB 可用的软件吗
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    wmh1985:楼主有VIRTUALLAB 可用的软件吗 (2021-03-01 17:20)  7 B<  
    f7mN,_Lt  
    有的,可以加我QQ给你