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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 Gc.P,K/hr  
    sC00un%  
    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。 "M|P+A  
    obK*rdg ,  
    qj0 1]  
    ]fnnZ  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 C8#@+Q.  
    T{]~07N?  
     单光栅分析 4RKW  
    −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。 VN4yn| f/  
    −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。 2>} xhQJ  
    o }Tz"bN  
    (F7_S*  
     系统内的光栅建模 IdIrI  
    p <eC<dtu  
    −在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。 41#w|L \  
    −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。 Mh(]3\  
    k~%<Ir1V]  
    t3Z_Dp~\  
    `"iY*  
    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。 wn Y$fT9  
    j4FeSGa  
    3. 系统中的光栅对准 , "jbq~  
    *?QE2&S:  
    :ztr)  
     安装光栅堆栈 rOW-0B+N  
    −为了描述系统内的光栅,光栅堆栈始终固定在参考表面上(仅平面)。 WWwUwUi  
    −参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 dAP|:&y@  
     堆栈方向 nqR?l4 DX  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 }}QTHR  
    -Z4{;I[Q@  
    /wQL  
    ]U[X1W+@  
    NT%W;)6m9  
     安装光栅堆栈  gB\T[RV  
    - 为了描述系统内的光栅,光栅堆栈始终固定在参考表面上(仅平面)。 \&V0vN1  
    - 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 h :Xz UxL\  
     堆栈方向 gw+9x<e  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 "Th$#3  
    - 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。 |6J ?8y  
    q,<[hBri-  
    s"=6{EVqk3  
    HhA -[p  
    )T907I|  
     横向位置 1ju#9i`.Wg  
    −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。 })vOaYT|-  
    −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。 QYXx:nIrg  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 RO\gax  
     在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或 L+B?~_*  
     通过组件定位选项。 p6EDQwlf  
    <0|9Tn2O  
    iK;dU2h  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理
    ?:^mBb) T  
    0)YbI!  
    U5Erm6U:  
     单光栅分析 ^Yr0@pE  
    - 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 ci,+Bjc  
     系统内的光栅建模 ArLvz5WV  
    - 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。 gOT+%Ab{_  
    - 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。 Vi! Q  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 < V\Y@Ei+  
    @e~]t}fH  
    :/YO ni1h  
     (dJI_A  
    5. 光栅级次通道选择 z;]CmR@Ki  
    > 1L=,M  
    '2J0>Bla  
     方向 XA0 (f*  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。 JL}\*  
     衍射级次选择 PDx)S7+w[  
    - 对于方向组合,可能会有多个衍射级。 dYFzye  
    - 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。 RKd  
     备注 9z m|Lbj  
    - 在FMM计算中,光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 O@8pC+#`Z  
    vY6W|<s  
    U IJx*  
    %/"Oxi^G  
    6. 光栅的角度响应 FHy76^h>e  
    k>4qkigjc  
    1F[L"W;r  
     衍射特性的相关性 *E>.)B i  
    - 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。 a<XCNTaVT  
    - 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。 :L?_Y/K  
    - 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) 4z7G2  
    - 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 #~:P}<h  
    wyc D>hc  
    xIbMs4'iEx  
    X[C3&NX#_  
    示例#1:光栅物体的成像 a+41|)pt  
    F SMj  
    1. 摘要 ZU'!iU|8  
    UyYfpL"$A"  
    7D"%%|: h  
    db=$zIB[:  
    查看完整应用使用案例
    hp!d/X=J_  
    -=$2p0" R  
    2. 光栅配置与对准 !jX4`/n2  
       'aJgLws*w  
    PY\PUMF>  
    -Q e~)7  
    tgFJZA  
    uPyVF-i  
    E +_&HG}a  
    3. 光栅级次通道的选择 =y ]Jl,_.  
    q?{}3 dPC  
    ( `' 8Ww  
       O_@2;iD^^  
    示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试 0O@_ cW  
    5vp|?-\h>  
    1. 光栅配置和对准 `{<frB@  
    >O{7/)gS^  
    -<f/\U  
     I?Y d   
    查看完整应用使用案例 oVkq2  
    uF(k[[qaiN  
    2. 基底处理 x2wg^$F*oO  
    uZjI?Z.A  
    Z_z#QX>=D  
    0A$SYF$O+[  
    3. 谐振波导光栅的角响应 B+VuUt{S  
    z MdC  
    60B-ay0e$b  
    mMw;0/n  
    4. 谐振波导光栅的角响应 97~K!'/^+y  
    :xeLt;  
    a<Uqyilm  
       q=c/B(II!  
    示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 a0_(eO-S  
    66:ALFwd7  
    1. 用于超短脉冲的光栅 iLq#\8t^  
    *K!++k!Ixa  
    -e>|kPfv!  
    \P?ToTTV  
    查看完整应用使用案例
    hb^!LtF#Y  
    sOC&Q&eg  
    2. 设计和建模流程 L'kq>1QWf  
    jz:gr=* z  
    iyM^[/-R6  
    bkQ3c-C<  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 B4W\ t{  
    (Pi-uL<[a  
    av'*u  
    2_pz3<,\  
    文件信息 L7q |^`  
    #s"B-sWE  
    ?ApRJm:T  
    uEd,rEB>  
    进一步阅读 "EPD2,%S  
    - Configuration of Grating Structures by Using Interfaces "DckwtG:%  
    - Configuration of Grating Structures by Using Special Media d'zT:g  
    - VirtualLab Fusion Technology – FMM / RCWA [S-Matrix]
    m6n hC  
    k/`i6%F#m  
    960qvz!  
    QQ:2987619807 !wh=dQgMe  
     
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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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    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)  h>Rpb#]  
    UJs?9]x>  
    有的,可以加我QQ给你