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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 nrM-\'  
    V~t; 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。 >-(,BfZ  
    _G%kEt_4  
    1NK,:m  
    xI~c~KC  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 p,\(j  
    I3Ad+]v  
     单光栅分析  x![ut  
    −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。 G52z5-=v  
    −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。 h6D1uM"o   
    Qaiqx"x3  
    /)r[}C0   
     系统内的光栅建模 {65_k  
    a3:1`c/~\  
    −在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。 quFNPdP  
    −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。 ''.\DC~K  
    &3P"l.j  
    ?6:e%YT  
    "}< baz  
    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。 `V?NS,@$  
    tCu9 D  
    3. 系统中的光栅对准 kO,vHg$  
    DF"*[]^[  
    I&5cUj{GX-  
     安装光栅堆栈 F4g3l    
    −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)。 d*:J0J(  
    −参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 CW~c<,"  
     堆栈方向 oCB#i~|>a  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 CbT ;#0  
    Ia>~ph#]{`  
    !:1BuiL  
    IZZ $p{  
    ES[]A&tf  
     安装光栅堆栈 lq)[  
    - 为了描述系统内的光栅,光栅堆栈始终固定在参考表面上(仅平面)。 _(KzjOMt  
    - 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 ,^qHl+'  
     堆栈方向 Vc "+|^  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 z-`4DlJUS  
    - 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。 < z{,@Z}  
    R78lV -};Q  
    "D ivsq^  
    YU1z\pK  
    !]#;'  
     横向位置 .c_qMTm"  
    −对系统中的一般场与光栅的相互作用进行建模时,必须考虑光栅的横向位置。 +< c(;Ucl?  
    −例如,激光束(紧密地)聚焦在线性光栅的带状结构或者气隙上,效果可能会大不相同。 "%+9p6/  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 v t}A6mF  
     在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或 Njs'v;-K  
     通过组件定位选项。 \-:4TuU  
    VqdR  
    eo4v[V&  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理
    `w% Qs)2  
    6$p6dmV|  
    iKgH :[j  
     单光栅分析 4% 2MY\  
    - 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 :"Kr-Hm`  
     系统内的光栅建模 6/L34VH  
    - 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。 7 9ZYRm2;  
    - 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。 FJ O- p  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 qjLFgsd  
    P64< O 5l/  
    AM4 :xz  
    bH_zWk  
    5. 光栅级次通道选择 (rjv3=9\3  
    K=;oZYNd  
     x5W. 3*  
     方向 o$,e#q)8  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。 rs:a^W5t  
     衍射级次选择 IVSd,AR7yY  
    - 对于方向组合,可能会有多个衍射级。 Z`kI6  
    - 并非总是需要考虑所有衍射级,建议仅使用感兴趣的衍射级。 DsGtc<l%  
     备注 bF? {  
    - 在FMM计算中,光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 CYN|  
    ~_"/\; 1  
    z4*`K4W  
    xX{gm'3UYa  
    6. 光栅的角度响应 4'0rgS  
    psE&Rx3)  
    " IC0v9  
     衍射特性的相关性 C2W&*W*  
    - 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。 R]Pv=fn  
    - 对于不同的波长/偏振,衍射效率也不同,并且对于不同的入射角,衍射效率也不相同。 p ^Dm w0y  
    - 为了解决与角度有关的衍射行为,可能需要指定k域中的采样点(等效于角度空间) dO\irv)  
    - 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 L2^M#G@t  
    Py-}tFr  
    WhN~R[LE_  
    5j-? Uf  
    示例#1:光栅物体的成像  #Up X  
    H6]z98  
    1. 摘要 c*`= o( S  
    GJ4R f%  
    /|2 hW`G  
    o-%DL*^5  
    → 查看完整应用使用案例
    (uskVK>L  
    V<G=pPC'H  
    2. 光栅配置与对准 7.`:Z_  
       `f+l\'.s  
     w#\*{EN  
    khtYn.eaL  
    2';f8JLY  
    'J"m`a8no  
    UFY_.N~  
    3. 光栅级次通道的选择 r__Y{&IO  
    Id;YIycXe  
    bClMM  
       Ud[Zv?tA:  
    示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试 o$+"{3svw?  
    E8s&.:;+  
    1. 光栅配置和对准 SN/ e41  
    S,~DA3  
    ([a[ fi  
    Pf?y!d K<  
    → 查看完整应用使用案例 Y]gb`z$?  
    9>na3ISh  
    2. 基底处理 p?,:  
    YFY$iN~B,  
    j[<}l&  
    P(#by{s  
    3. 谐振波导光栅的角响应 8rx"D`{|  
    &E&e5(&$  
    {(,[  
    ]5}C@W@_  
    4. 谐振波导光栅的角响应 '8b/TL  
    A$]&j5nh|  
    lYq4f|5H}m  
       N ?mTAF'M  
    示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 kLw07&H  
    PA(XdT{  
    1. 用于超短脉冲的光栅 N-4k 9l1  
    \KJ\>2Y  
    -$js5 Gx1  
    g-Y2U}&  
    →
    查看完整应用使用案例
    Ow\dk^\-G8  
    ufekhj  
    2. 设计和建模流程 39(]UO6^;  
    /X_g[*]?  
    lSzLR~=Au  
    }t^N|I  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 M{ mdh\  
    =6sL}$  
    tgPx!5U  
    "A6T'nOP  
    文件信息 >5Rcj(-&l  
    ,@1.&!F4it  
    "X }@VT=  
    C \B&'+uR  
    进一步阅读 <[e E5X(  
    - Configuration of Grating Structures by Using Interfaces 3 0fsVwE2  
    - Configuration of Grating Structures by Using Special Media ?zD? -  
    - VirtualLab Fusion Technology – FMM / RCWA [S-Matrix]
    Uczb"k5  
    y.l`NTT] <  
    5D32d1A  
    QQ:2987619807 e /4{pe+,  
     
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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)  :|s!_G<  
    O>Vb7`z0<  
    有的,可以加我QQ给你