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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  lL\%eQ  
    UY5wef2sF  
    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。 EKgY  
    (r6'q0[  
    ^uiQZ%;  
    c/6  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 1  b&<De  
    QG1+*J76b@  
     单光栅分析 gPE` mE  
    −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。 CE5A^,EsB  
    −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!*[Ke8  
    ! V^wq]D2  
    2`'g 9R  
     系统内的光栅建模 /nq\*)S#&  
    REg&[e+%  
    −在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。 zi^?9n),  
    −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。 ApD`i+Y@  
    tFEY8ut{  
    *SK`&V  
    \V(w=   
    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。 )5[OG7/g  
    H*H~~yQ  
    3. 系统中的光栅对准 BQ:hUF3  
    F$sDmk#  
    )Fsc0_  
     安装光栅堆栈 ^j!2I&h1  
    −为了描述系统内的光栅,光栅堆栈始终固定在参考表面上(仅平面)。 MvKr~  
    −参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 ^? V9  
     堆栈方向 ;x|7"lE  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 fsjCu!  
    5i@WBa  
    h/oC9?v  
    V/&JArW  
    5La' I7q  
     安装光栅堆栈 ^`S.Mw.  
    - 为了描述系统内的光栅,光栅堆栈始终固定在参考表面上(仅平面)。 `Sx1?@8(  
    - 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 L`"j> ),  
     堆栈方向 ^O3i)GO  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 Et! 6i7`]  
    - 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。 h-<Qj,L{W  
    ],~H3u=s3  
    ;Rf@S$  
    |SfCuV#g/<  
    ,p>@:C/M  
     横向位置 Bwc_N.w?3  
    −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。 ym8pB7E7%  
    −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。 i7b^b>B|e  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 b OolBKV  
     在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或 9vckQCLM  
     通过组件定位选项。 z*)kK  
    x~JOg57up  
    Js<DVe,  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理
    "x0/i?pqa  
    Q*N{3G!  
    5c\dm  
     单光栅分析 >} E  
    - 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。  MwC}  
     系统内的光栅建模 jdIAN  
    - 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。 "s.hO0Z  
    - 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。 W6s-epsRmT  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 3wMnTT"At  
    !C@+CZXLx  
    mpNS}n6  
    *zwo="WA\t  
    5. 光栅级次通道选择 VfFbZds8f  
    1+#E|YWJ  
    qg2Vmj<H  
     方向 v?YxF}  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。 f~R+Q/Gtz`  
     衍射级次选择 -%dBZW\u2  
    - 对于方向组合,可能会有多个衍射级。 f@ILC=c<  
    - 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。 YrsE 88QqI  
     备注 qfX26<q  
    - 在FMM计算中,光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 *\Lr]6k  
    &I:ZJuQ4  
    &~c`p[  
    NX5$x/uz  
    6. 光栅的角度响应 "Hk7s+%  
    :=*V i`  
    3RF`F i  
     衍射特性的相关性 {DapXx  
    - 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。 g2?yT ?  
    - 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。 &`,Y/Cbw  
    - 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) V`8\)FFG  
    - 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 ~RH)iI  
    <.2jQ#So  
    c^<~Y$i  
    =!G{+&j  
    示例#1:光栅物体的成像 DkSs^ym  
    B1A:}#  
    1. 摘要 |\>Ifv%{  
    4Y{;%;-i  
    I_ AFHrj  
    91-[[<  
    查看完整应用使用案例
    LLKYcy  
    dvM%" k  
    2. 光栅配置与对准 mL-6+pJ@  
       G^';9 UK  
    OIIA^QyV  
    <'QI_mP*  
    :cf#Tpq"  
    ?E<9H/  
    Sx8C<S5r<  
    3. 光栅级次通道的选择 Omi/sKFMi  
    p: )=i"uL  
    Ss0I{0  
       GKKDO+A=!  
    示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试 fwiP3*j+Nn  
    dtE"1nR  
    1. 光栅配置和对准 rP}[>  
    %E"v@  
    #hP>IU  
    $wn0oIuW  
    查看完整应用使用案例 0":k[y  
    uQ&> Wk  
    2. 基底处理 Wffz&pR8  
    /::Y &&$f  
    wFMw&=j  
    ~4|Trz2T  
    3. 谐振波导光栅的角响应 E *IP#:R  
    Rt:^'Qi$!  
    @qYT/V*/  
    pTB7k3g  
    4. 谐振波导光栅的角响应 ,p#r; O<O  
    [9B1%W  
    !.-u'6e  
       i"=lxqWeaV  
    示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 +xgP&nw[-  
    #a2gRg  
    1. 用于超短脉冲的光栅 tj*/%G{Y  
    awI{%u_(nA  
    lD, ~%  
    Yg,;l-1  
    查看完整应用使用案例
    ~A1!!rJX  
    6B%  h  
    2. 设计和建模流程 o(H.1ESk  
    +jK-k_  
    YRCs&tgs  
    Mi{ns $B%  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 ~ rQ,%dH  
    s2GF*{  
    [3I|MZ  
    =*I|z+  
    文件信息 ,Si{]y  
    f0j]!g  
    {~u Ti>U  
    vf$IF|  
    进一步阅读 qTN%9!0@9  
    - Configuration of Grating Structures by Using Interfaces qv}ECQ  
    - Configuration of Grating Structures by Using Special Media :enR8MS  
    - VirtualLab Fusion Technology – FMM / RCWA [S-Matrix]
    .}v" `>x  
    8e3eQ  
    xb<|m2<)H  
    QQ:2987619807 -B9e&J {K  
     
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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)  L r"cO|F  
    5rB>)p05[  
    有的,可以加我QQ给你