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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 Vjv~RNGF  
    N^G $:GC  
    光栅是当前光学中最常用的衍射光学元件。如今已常用于复杂光学系统,与其他组件协同作用。因此,迫切需要对系统内部的光栅进行分析,从而评估系统的性能。我们将通过实例说明如何在VirtualLab Fusion对系统中的光栅建模。并将对光栅的对准、光栅级次通道设置以及光栅角度响应等问题进行讨论。 i5f8}`w  
    x2q6y  
    A`|Z2  
    v|\<N!g  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 [ " n+2;  
    }]dK26pX  
     单光栅分析 IJWUNKqo=  
    −通过主窗口“光栅”菜单,可以进入仅针对光栅的特殊评估环境。 :v=^-&t  
    −它有助于分析和可视化光栅的衍射特性,例如衍射角度和效率。 4*j6~  
    79DzrLu  
    DC&3=Nd  
     系统内的光栅建模 Z&f@)j  
    :htz]  
    −在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。 }01c7/DRP<  
    −这样可以对系统内的光栅进行建模,从而在考虑光栅可能产生的影响的情况下评估系统性能。 I:~KF/q  
    cRR[ci34k  
    S JseP_-  
    xj6@85^  
    两种建模方法通常可以一起使用,如先优化光栅结构本身,然后将其插入系统。 F&tU^(7<  
    + ESEAi91  
    3. 系统中的光栅对准 {;z{U;j  
    > whcZ.8  
    UR3qzPm!0e  
     安装光栅堆栈 n! Dr:$  
    −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)。 {D6p?TL+  
    −参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 :\!D 6\o6  
     堆栈方向 fwkklg^  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 & bKl(,  
    {7'Evfn)  
    _1c0pQ^}3  
    W2$MH: j  
    6KvoHo  
     安装光栅堆栈 Nldy76|g  
    - 为了描述系统内的光栅,光栅堆栈始终固定在参考表面上(仅平面)。 li @:  
    - 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 Z<yLu'48)A  
     堆栈方向 xj ?#]GR  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 /?ZO-]q  
    - 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。 6UAn# d9  
    yt5 Sy  
    EJCf[#Sf  
    9wTN *y  
    ; ,vGw <|o  
     横向位置 Q!91uNL  
    −对系统中的一般场与光栅的相互作用进行建模时,必须考虑光栅的横向位置。  46^9O 5J  
    −例如,激光束(紧密地)聚焦在线性光栅的带状结构或者气隙上,效果可能会大不相同。 6YHQ/#'G~  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节  &x":  
     在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或 3P.v#TEst  
     通过组件定位选项。 @QN(ouqQ  
    /wR,P  
    hf JeVT-/v  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理
    /e:kBjysJ  
     ?W3l  
    18HmS>Qo  
     单光栅分析 QX`T-)T e  
    - 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 f@j)t%mh  
     系统内的光栅建模 {^T_m)|n  
    - 但是,任何现实的光栅结构都放置在基底上,使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。 /q^\g4J  
    - 平面建模考虑了菲涅耳损耗,但不与光栅叠层的FMM计算耦合。 =d*5TyAcu  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 % tE#%;Z  
    ppP0W `p  
    N^TE ;BM  
    *y0=sG1+D  
    5. 光栅级次通道选择 Y'{F^VxA/  
    NQmdEsK  
    T2dv!}7p  
     方向 lz [s  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。 iW9o-W a  
     衍射级次选择 xXRlQ|84  
    - 对于方向组合,可能会有多个衍射级。 1iJaj  
    - 并非总是需要考虑所有衍射级,建议仅使用感兴趣的衍射级。 FK+`K<  
     备注 vTl7x  
    - 在FMM计算中,光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 JW}O`H9  
    E]0}&YG  
    @2;/-,4O  
    \3WQ<t)W  
    6. 光栅的角度响应 BY5ODc$  
    ~-tKMc).X  
    g}OZ!mKd  
     衍射特性的相关性 p.|M:C\xL  
    - 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。 VR XK/dZ  
    - 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。 mUdj2vB$+'  
    - 为了解决与角度有关的衍射行为,可能需要指定k域中的采样点(等效于角度空间) KCl85Wi'  
    - 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 vveL|j  
    Rn_FYP  
    Fd;%wWY.zm  
    d=DQS>Nz  
    示例#1:光栅物体的成像 *A ([1l&]i  
    )?MUUI:  
    1. 摘要 \\)9QP?  
    ["1Iz{  
    iF*L-   
    ]2   
    查看完整应用使用案例
    wZ%a:Z4TcM  
    v+vM:At4  
    2. 光栅配置与对准 <<Q}|$Wu  
       _Q9I W  
    928uGo5  
    V0G"Z6  
    XM57 UG  
    ^oMdx2Ow#  
    LEC=@) B  
    3. 光栅级次通道的选择 WD>z  
    4q)+nh~s  
    ,92wW&2  
       _$P1N^}Zs  
    示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试 s# V>+mU  
    *TgD{>s  
    1. 光栅配置和对准 }0}=-g&  
    Dnp><%  
    a7}O.NDf  
    \A 5Na-/9  
    查看完整应用使用案例 wE3fKG.  
    F EA t6  
    2. 基底处理 ctMH5"F&1  
    0=k  
    Ku?1QDhrF*  
    -<l2 $&KS  
    3. 谐振波导光栅的角响应 uQYenCNXS  
    _>E=.$  
    mRIBE9K+&  
    r1BL?&X-  
    4. 谐振波导光栅的角响应 Al+}4{Q+?  
    1G8,Eah  
    >o1,Y&  
       V-9\@'gc  
    示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 DJb9] ,=a  
    $DW__h  
    1. 用于超短脉冲的光栅 /s@j{*Om  
    WOQ>]Z  
    xri(j,mU  
    6[,7g&C  
    查看完整应用使用案例
    yRR[M@Y  
    p$}/~5b}4  
    2. 设计和建模流程 t=fr`|!  
    ^/I.? :+  
    9t!Agxm  
    {dYz|O<  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 I2WWhsNC  
    mNOx e  
    <k 'zz:[c!  
    / 5/m x  
    文件信息 {f\{{JJ]  
    T037|k a{  
    _p'u!.a?!  
    M'VJE|+t  
    进一步阅读 DWS#q|j`"  
    - Configuration of Grating Structures by Using Interfaces (9{qT>eJg=  
    - Configuration of Grating Structures by Using Special Media [Z^26/5a  
    - VirtualLab Fusion Technology – FMM / RCWA [S-Matrix]
    yO` |X  
    &g~NkJc0c  
    KQ^|prN?y  
    QQ:2987619807 n~ZZX={a  
     
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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)  B_D0yhh  
    l*{Bz5hc  
    有的,可以加我QQ给你