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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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    离线infotek
    科学家
     
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2021-02-05
    1. 摘要 zl>l.zJ  
    %IS'R`;3  
    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。 p100dJvq  
    ;H#'9p,2  
     Mis t,H7  
    =<-tD<  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 >uN`q1?l'  
    O_*(:Z  
     单光栅分析 C;DNL^  
    −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。 ,}M@Am0~  
    −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。 )k F/"'o  
    |>( @n{  
    =RR225  
     系统内的光栅建模 - b>"2B?  
    S7-ka{S  
    −在常规光学设置中，可以将光栅组件插入系统的任何位置。 KlgPDV9mg  
    −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。 :uZfdu  
     7s%DM6li 6  
    GyV3]Qqj  
    ~L!*p0dS^  
    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。 lAsDdxB`  
     6KiI3%y?0  
    3. 系统中的光栅对准 @Taj++ua  
    7<Fp3N 3  
    (~/VP3.S  
     安装光栅堆栈 o56_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）。 e";r_J3w  
    −参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 z`-?5-a]I  
     堆栈方向 @%L4^ms  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 .I{b]6  
    <dx xXzLT  
    OL]^4m  
    $AAv%v  
    MnvFmYgxA  
     安装光栅堆栈 3Oy-\09  
    - 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）。 (yFR;5Fo  
    - 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 *F+t`<2  
     堆栈方向 (: IUg   
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 Gx ?p,Fj  
    - 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 yH>`Kbf T  
    0$3\D S<E  
     ]trVlmZXH}  
    NLFSw  
    6#XB'PR2p  
     横向位置 -SaH_Nuj  
    −对系统中的一般场与光栅的相互作用进行建模时，必须考虑光栅的横向位置。 |w2H5f{fR  
    −例如，激光束（紧密地）聚焦在线性光栅的带状结构或者气隙上，效果可能会大不相同。 8~?3: IZ  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 q10gKVJum  
     在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 o.t$hv|  
     通过组件定位选项。 oxE'u<  
    P0J3ci}^  
    ryzz!0l  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理     ]gYnw;W$  
    v8"plx=3  
    5uMh#dm^  
     单光栅分析 X3#/|>  
    - 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 FR9<$  
     系统内的光栅建模 F)/}Q[o8  
    - 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。 gK/mm\K@  
    - 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。  ~dfc  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 [-!   
    R6HMi#eF  
     9Vz1*4Ln  
    eRQ}`DjTk  
    5. 光栅级次通道选择 }l&Uh &B`  
    T;jp2 #  
    x\r7q  
     方向 \B"5 Kp<  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 YQOdwc LG  
     衍射级次选择 Pk[:+. f(  
    - 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 c%v[p8 %  
    - 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。 'EJ8)2  
     备注 {4Y@ DQ-  
    - 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 IlsXj`!e  
    ZzLmsTtzIu  
     1a 3rA  
    ?ix--?jl  
    6. 光栅的角度响应 8RWfv}:X  
    VTySKY+  
    {~>?%]tf  
     衍射特性的相关性 6 ]W!>jDc  
    - 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 xc[@lr  
    - 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。 Q[_{:DJA  
    - 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） C{!L +]/  
    - 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 9K~2!<  
    HXhz|s0  
     gO%#'Eb2  
    1eQ9(hzF  
    示例＃1：光栅物体的成像 m8eyAvi 6  
     q}>1Rr|U`  
    1. 摘要 M3@Wb@  
    D'Tb=  
     o9ZHa  
    IY6DZP  
    → 查看完整应用使用案例     ;hGC.}X  
    PE3FuJGz  
    2. 光栅配置与对准 'HTr02riY  
       qPZ'n=+  
    dt(~)*~R  
    K: g_M  
     D-e0q)RSU  
    QQUeY2}  
     /^^t>L  
    3. 光栅级次通道的选择 ,dn9tY3  
    n4Nb,)M  
     e5KsKzu a  
       5ckL=q"+/  
    示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 {'VP_ZS1v  
     bVmHUcR0  
    1. 光栅配置和对准 "a))TV%N  
    D7|[:``  
     ^T@ (`H4@  
    xgHR;US H  
    → 查看完整应用使用案例 "V-k_d "  
     Hs/ aU_  
    2. 基底处理 uc!j`G*]  
    k8H@0p  
     '?dO[iQ$:  
    :)VO,b~r  
    3. 谐振波导光栅的角响应 OV3l)73?t  
    KBJw7rra  
     )9F-h8 &"  
    "s!!\/^9C  
    4. 谐振波导光栅的角响应 1O@ qpNm  
    4k/B=%l  
     eJA$J=^R;  
       {Q],rv|;  
    示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 ^Pl(V@  
     3/c3e{,!  
    1. 用于超短脉冲的光栅 C'&)""3d  
    VuA7rIF$66  
    MuXp*s3[  
    i ,Cvnp6Lv  
    →     查看完整应用使用案例     "%fh`4y3\  
    "1 O!Ck_n  
    2. 设计和建模流程 hhd%j6  
    +GCN63 nX  
     Y~\71QE>  
     [U9b_`  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 x|4m*>Ke  
    yUV0{A-q{0  
     wZ6D\I  
    d 90  
    文件信息 x` T  
    e ewhT ^  
     -e< d//>  
    _CqVH5U?  
    进一步阅读 D![42H+-Qd  
    - Configuration of Grating Structures by Using Interfaces <xpOi&l  
    - Configuration of Grating Structures by Using Special Media |vW(;j6  
    - VirtualLab Fusion Technology – FMM / RCWA [S-Matrix]     gc(Gc vdB\  
    'a.n  
     U\aP  
    QQ：2987619807 .Zo%6[X  
     
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    离线wmh1985
    高级工程师
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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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    离线infotek
    科学家
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    只看该作者 2楼 发表于: 2021-03-02
    回 wmh1985 的帖子
    wmh1985:楼主有VIRTUALLAB 可用的软件吗 (2021-03-01 17:20)  6d4e~F  
    9NUft8QB  
    有的，可以加我QQ给你
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