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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 正序阅读 楼主  发表于: 2021-02-05
    1. 摘要 )R~l@QBN  
    /"Z6\T9  
    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。 _lK+/"-l  
    2b&&3u8  
     3izGMH_`  
    [m*E[0Hu  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 dq6|m }g{  
    +1uAzm4SL  
     单光栅分析 L4Nn:9b  
    −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。 lMn1e6~K  
    −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。 %$'YP  
    6ct'O**k*&  
    )(4.7>  
     系统内的光栅建模 uT\|jv,  
    \vKK q/f  
    −在常规光学设置中，可以将光栅组件插入系统的任何位置。 ~4T:v _Q7g  
    −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。 o+}>E31a  
     sYMgi D  
    @N(*1,s2  
    }{oZdO  
    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。 :gwM$2vv  
     ^9jrI  
    3. 系统中的光栅对准 )qq5WShMJ  
      (4GDh%  
    %U<1]  
     安装光栅堆栈 /Wx({N'h$  
    −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）。 ;Z asK0  
    −参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 NKX,[o1  
     堆栈方向 1:.I0x!  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 m-wK8]t9  
    '{-7%>`bn  
    D_)i%k\  
    ]-2Q0wTj  
    .%x1%TN  
     安装光栅堆栈 4?u<i=i  
    - 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）。 Q 1:7 9  
    - 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。  mS]&  
     堆栈方向 Szb#:C  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 uXm_ pQpF  
    - 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 A0A]#=S  
    CGp7 Tx#  
     nS` :)#;  
    T {![a{  
    ~BbF:DS  
     横向位置 pWm==Ds|  
    −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。 p7Xe[94d^  
    −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。 Q)s`~G({P  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 GKg&lM!O$  
     在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 ^sP-6 ^  
     通过组件定位选项。 X:Iam#H  
    "NM SLqO  
    N!Cy)HnS\w  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理     YD@n8?~$$  
    ],l}J'.8<V  
    6!|/(~  
     单光栅分析 cvk$ I"q+  
    - 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 a0/[L  
     系统内的光栅建模 G@=H=' :~  
    - 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。 XD8Q2un  
    - 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。 "oLY";0(=  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 "0sk(kT  
    Yp@i{$IUW  
     I%b}qC"5M  
    >S[NI<=8S  
    5. 光栅级次通道选择 5<RZ ht$i  
    ?H0"*8C?Y  
    |.~0Ulk,  
     方向 ~6!TMVr  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 J};=)xLX;  
     衍射级次选择 ~/R bYvyA  
    - 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 p3W-*lE  
    - 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。 @ |^;d  
     备注 i9=*ls^Cx  
    - 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 3o.9}`/  
    o'*7I|7a  
     TJ`Jqnh  
    ~}@cSv'(1  
    6. 光栅的角度响应 6)#=@i` \  
    ^- H  
    1c19$KHu  
     衍射特性的相关性 2)4oe  
    - 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 0w9[Z  
    - 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。 ZGgM- O1  
    - 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） Y| 2Gj(*8  
    - 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 # M18&ld,r  
    tEl_a~s*3?  
     Qs #7<NQ  
    o"M h wh  
    示例＃1：光栅物体的成像 0~GtK8^B  
     < /\y<]b  
    1. 摘要 RS9mAeX4h  
    W*jwf@ 0  
     -d8U Hc  
    UWIw/(Mv/]  
    → 查看完整应用使用案例     p`mNy o'  
    \ QE?.Fx  
    2. 光栅配置与对准 D%,AdR"m  
       89+Q^79m  
    @@~Ql  
    :J~sz)n4  
     #57D10j  
    '\4 @  
     m6iQB\ \  
    3. 光栅级次通道的选择 %DIZgPd\  
    k]] e8>  
     |4?O4QN  
       k:sFI @g  
    示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 M9dOLM.  
     *c{X\!YBh  
    1. 光栅配置和对准 Puodsd  
    x17K8De  
     m |%ly  
    A.>L>uR  
    → 查看完整应用使用案例 ['#3GJz-  
     IuN:*P  
    2. 基底处理 c@<vFoq  
    :o=a@Rqx  
     kHx6]<  
    `p\@b~GM  
    3. 谐振波导光栅的角响应 w\(; >e@  
    uX8yS|= *  
     aA3KJa  
    EN/e`S$)  
    4. 谐振波导光栅的角响应 p8_ CY[U  
    +L>?kr[i[  
     p*OpO&oodu  
       gkRbb   
    示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 lq*{2M{[  
     t IO 'ky  
    1. 用于超短脉冲的光栅 ]^c]*O[8  
    Y>i5ubR~  
    D N#OLk  
    {(j1#9+9  
    →     查看完整应用使用案例     p0Ra`*f  
    VyWPg7}e  
    2. 设计和建模流程 Jh!'"7  
    G.y~*5?#  
     JVawWw0q  
    Ubf@"B  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 ,p7W4;?4  
    .^aqzA=]  
     qOi"3_  
    7'1 +i  
    文件信息 lk`,s  
    }<KQ +  
     7f,!xh$  
    :$5$H  
    进一步阅读 O=2SDuBZ  
    - Configuration of Grating Structures by Using Interfaces E whCX'Vaj  
    - Configuration of Grating Structures by Using Special Media [44C`x[8M+  
    - VirtualLab Fusion Technology – FMM / RCWA [S-Matrix]     q{E44 eQ7F  
    GiGXV @dq  
     [zMnlO  
    QQ：2987619807 nBo?r}t4  
     
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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)  Z\. n6  
    %8hjMds  
    有的，可以加我QQ给你
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    离线wmh1985
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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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