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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 正序阅读 楼主  发表于: 2021-02-05
    1. 摘要 0R,Y[).U  
    T5 BoOVgO  
    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。 o`ODz[04  
    JlH5 <:#PN  
    rf&nTDaWI  
    yLt?XhRlp  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 a4!6K  
    jBd9  $`  
     单光栅分析 YjG:ECj}  
    −通过主窗口“光栅”菜单,可以进入仅针对光栅的特殊评估环境。 >LR+dShG  
    −它有助于分析和可视化光栅的衍射特性,例如衍射角度和效率。 nZS*"O#L  
    &\r_g!Mh  
     YwB\kN  
     系统内的光栅建模 2 BwpxV8  
    @L^30>?l  
    −在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。 Zxv{qbF  
    −这样可以对系统内的光栅进行建模,从而在考虑光栅可能产生的影响的情况下评估系统性能。 /lvH p  
    ;\+A6(GX{  
    Bk1gE((  
    C? b_E  
    两种建模方法通常可以一起使用,如先优化光栅结构本身,然后将其插入系统。 s0'Xihsw6  
    \6Hu&WHy  
    3. 系统中的光栅对准 W;wu2'  
    "[ ]72PC  
    ;0++):30V  
     安装光栅堆栈 #1f8A5<  
    −为了描述系统内的光栅,光栅堆栈始终固定在参考表面上(仅平面)。 *W<g%j-a  
    −参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 u:4?$%rB  
     堆栈方向 D'Sdz\:4  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 SbpO<8}8  
    <0)@Ikhx  
    1hgmlY`  
    5fa_L'L#  
    V0 OT_F  
     安装光栅堆栈 \LW '6 pQ_  
    - 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)。 30/(  
    - 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 Rs%6O|u7  
     堆栈方向 kv3jbSKCT  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 LaiUf_W#X  
    - 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。 w-MnJ(r  
    Ndx  ]5  
    Nb;Yti@Y.  
    c=HL 6v<  
    )<jT;cT!&  
     横向位置 Ow]c,F}^  
    −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。 Z$5@r2d)  
    −例如,激光束(紧密地)聚焦在线性光栅的带状结构或者气隙上,效果可能会大不相同。 qu/59D  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 dmD ':1  
     在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或 5 gbJTh<JU  
     通过组件定位选项。 R|AG N*.  
    21U,!  
    6*2z^P9FRj  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理
    ve / Q6j{  
    'rdg  
    TNC,{sM  
     单光栅分析 SNd]c  
    - 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 wBXgzd%L  
     系统内的光栅建模 `795 K8  
    - 但是,任何现实的光栅结构都放置在基底上,使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。 5ff66CRw  
    - 平面建模考虑了菲涅耳损耗,但不与光栅叠层的FMM计算耦合。 ;dYpdy  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 2 }Q)&;u  
    =jmn  
    e&u HU8k*  
    k^.9;FmQ  
    5. 光栅级次通道选择 u]ZCYJ>  
    !g~xn2m$R  
    ,saf"Ed=  
     方向 KyAQzN9  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。 ZUMzWK5Th  
     衍射级次选择  _D(F[p|  
    - 对于方向组合,可能会有多个衍射级。 w]\O3'0Js  
    - 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。 #.%;U' #O  
     备注 Tl Z|E '_C  
    - 在FMM计算中,光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 .)mw~3]  
    T;}pMRd%  
    ?ei7jM",  
    q$s0zqV5  
    6. 光栅的角度响应 *, o)`  
    #x&1kHu<  
    [ua{qJ9  
     衍射特性的相关性 OY6l t.t  
    - 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。 TP oP%Yj"  
    - 对于不同的波长/偏振,衍射效率也不同,并且对于不同的入射角,衍射效率也不相同。 7{X I^I:n  
    - 为了解决与角度有关的衍射行为,可能需要指定k域中的采样点(等效于角度空间) i3>7R'q>  
    - 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 @K]D :MSS  
    uV*&a~  
    o% !a  
    jzu1>*ok  
    示例#1:光栅物体的成像 :\48=>  
    5o2;26c  
    1. 摘要 KaHjL&!  
    +B%ZB9  
    [*#ms=Zdc  
    [:sV;37s  
    查看完整应用使用案例
    t8 #&bU X  
     #IyxH$  
    2. 光栅配置与对准 rRL:]%POT  
       A3bE3Fk$  
    cyG3le& +G  
    ,`MUd0 n  
    5+'1 :Sa(i  
    \ M8;CN  
    2|Hq[c=~  
    3. 光栅级次通道的选择 ]Z@- r  
    IiIF4 pQ,  
    Dw?nf  
       X) xQKkL0  
    示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试 SV}I+O_w  
    X61]N^y  
    1. 光栅配置和对准 /N7j5v(  
    ">lu8F  
    s 7iguFQ  
    vWcU+GBZI  
    查看完整应用使用案例 Y: oL  
    ;+`t[ go  
    2. 基底处理 Y dmYE $  
    ub6=^`>h  
    [F/>pL5U$  
    4WZ:zr N  
    3. 谐振波导光栅的角响应 4}Y2 B$  
    -S OP8G  
    kb ]PW Oz  
    <l(LQmM;  
    4. 谐振波导光栅的角响应 |#Bz&T  
    vZmM=hW~  
    #7+oM8b  
       xg k~y,F  
    示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 f3]Z22Yq  
    |[;9$Vn  
    1. 用于超短脉冲的光栅 dQQh$*IL?{  
    /Zap'S/  
    (hS j4Cp  
    R~iJ5@[  
    查看完整应用使用案例
    VChNDHiH  
    u1xCn\  
    2. 设计和建模流程 N2vSJ\u  
    F??})YX  
    h W6og)x  
    0 Ji>dr n  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 +Fp8cT=1  
    i<l_z&  
    6LrG+p`  
    D.9qxM"Z>  
    文件信息 j]#qq]c  
    :[|4Zn  
    F$y3oX  
    qR/~a  
    进一步阅读 K>hQls+  
    - Configuration of Grating Structures by Using Interfaces F~2bCy[Z  
    - Configuration of Grating Structures by Using Special Media I{U7BZy  
    - VirtualLab Fusion Technology – FMM / RCWA [S-Matrix]
    : a @_GIC  
    GuPxN}n 5  
    $8vZiB!"  
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    只看该作者 2楼 发表于: 2021-03-02
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    wmh1985:楼主有VIRTUALLAB 可用的软件吗 (2021-03-01 17:20)  >b\{y}[  
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    有的,可以加我QQ给你
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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