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[推荐]线性正弦光栅的的近场和效率分析 [复制链接]

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只看楼主倒序阅读楼主发表于: 2020-09-14

本示例演示了VirtuaLab分析光栅的基本功能

摘要：

VirtualLab (VL) 为用户提供了一个好的指导方法以用于创建光学系统来对期望的光栅进行分析。
该案例主要对一个线性正弦光栅(周期在一个方向)的近场和透射衍射级次的效率进行了基础研究。

两种不同周期线性正弦光栅结果的对比:
光栅周期远大于波长
光栅周期在波长范围

建模任务

多次反射

■ 傅里叶模态方法是一种严格的方法，它考虑了光栅元件内部多次反射。
■ 光栅工具箱通常默认输入光为无限扩展的平面波。
■ 对于这样的无限平面波，其相应的多次反射效应会对结果产生不同的影响，当输入光尺寸有限时，其多重反射效应消退的更明显。因此在某些情况下，我们希望忽略这些多次反射。
■ 例如，如果你对一个周期性表面的影响感兴趣– 如本案例中–由于单一相应介质转换，可对该效应进行研究。

无多次反射的研究

■ 我们在基底内部设置探测器, 直接位于光栅结构后方。

■ 尽管光源和光栅元件以及光栅元件和虚拟屏间距离设置为0，但必须设置介质，这样才能保证正确的转换。

计算

■ VirtualLab的光栅工具箱提供十分精细的不同显示选项的评估工具。
■ 该文件中展示了这些功能中的一部分。
■ 这里有一些下载的用户案例文档，详细地解释了这些不同工具特殊操作。只需要所搜你感兴趣的对应关键词即可。

周期为10um的光栅结果

近场

近场位相值(周期=10μm)

3个周期的近场正弦位相分步，由于一个恒等的相位偏移，相位分布具有一个2Pi系数阶步。

■ 场的振幅变化很小。

■ 在078~0.86的范围内。

不同放大倍率显示

数值的表格显示

级次计算(周期=10μm)

近场位相值(周期=1μm)

■ 再次显示3个周期。
■ 由于共振效应，具有小尺寸结构的光栅不在产生正弦位相分布。

■ 振幅同样剧烈地改变。
■ 此时变化范围从0.2 ~ 1.2.
■ 这是光栅周期趋近于波长量级时的典型现象。

说明

该案例中波长532nm,光栅周期1um，即结构在波长范围内，通常要求采用傅里叶模态法进行严格分析。

因此VirtualLab非常适合这样的研究工作。

此次仅计算3个反射级次和5个透射级次。因此分析速度很快。

不同变倍比显示

数值的表格显示

总结

■ VirtualLab可对表面光栅进行严格仿真。

■ 利用光栅工具箱，用户可将严格的傅里叶模态法作为传播技术和强大的计算工具，如对光栅近场和衍射效率的计算。

QQ：2987619807

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