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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 hN'])[+V  
    f(5(V %  
    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。 U7s$';y"%  
    4qie&:4j  
    _!',%  +  
    -)}s{[]d6m  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 nzflUR{`-  
    sApix=Lr  
     单光栅分析 HK!ecQ^+  
    −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。 nQc#AFg  
    −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。 p)IL(_X)  
    I$7eiW @  
    R_PF*q2 '  
     系统内的光栅建模 X .t4;  
    $"kPzo~B_  
    −在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。 @V*dF|# /  
    −这样可以对系统内的光栅进行建模,从而在考虑光栅可能产生的影响的情况下评估系统性能。 @z@%vr=vX  
    x z _sejKB  
    GDxv2^4  
    ]b4IO4T  
    两种建模方法通常可以一起使用,如先优化光栅结构本身,然后将其插入系统。 TQ4@|S:OF  
    L|'^P3#7`  
    3. 系统中的光栅对准 V"4Z9Qg}  
    <sH}X$/  
    w"^h<]b  
     安装光栅堆栈 ^LMgOA(7  
    −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)。 cl~Yx 4  
    −参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 e,U:H~+]  
     堆栈方向 11=$] K>  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 &~,4$& _  
    UD.b b  
    x)::^'74  
    c$g@3gL  
    eM5?fE&!&  
     安装光栅堆栈 >d/H4;8  
    - 为了描述系统内的光栅,光栅堆栈始终固定在参考表面上(仅平面)。 Kw -SOFE  
    - 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 ffrIi',@  
     堆栈方向 `geHSx_  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 }E 'r?N  
    - 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。 ~G!JqdKJ0  
    |YJ83nSO~  
    _;1{feR_  
    ,;)ZF  
    &|hK79D  
     横向位置 ^xZh@e5  
    −对系统中的一般场与光栅的相互作用进行建模时,必须考虑光栅的横向位置。 H9cPtP~a)  
    −例如,激光束(紧密地)聚焦在线性光栅的带状结构或者气隙上,效果可能会大不相同。 ?{ir$M  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 ( ay AP  
     在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或 jJ ,_-ui  
     通过组件定位选项。 f O*jCl  
    QZ a.c  
    '/W$9jm  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理
    PMzPj,  
    yayhL DL  
    c3vb~l)  
     单光栅分析 %MHb  
    - 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 -=ZL(r 1  
     系统内的光栅建模 b9.M'P\  
    - 但是,任何现实的光栅结构都放置在基底上,使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。 l:85 _E  
    - 平面建模考虑了菲涅耳损耗,但不与光栅叠层的FMM计算耦合。 F/>_PH57  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 FwCb$yE#M  
    rpR${%jc  
    n>M`wF>  
    + ?1GscJ   
    5. 光栅级次通道选择 %q{q.(M#  
    }r,\0Wm  
    1\.$=N  
     方向 G=zWhqieh  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。 Z~5) )5Ye;  
     衍射级次选择 hx;f/E Px  
    - 对于方向组合,可能会有多个衍射级。 *IG$"nu  
    - 并非总是需要考虑所有衍射级,建议仅使用感兴趣的衍射级。 ?e7]U*jEU  
     备注 ^t;z;.g  
    - 在FMM计算中,光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 r~4uIUE{  
    J$dwy$n  
    yK~=6^M  
    [M?2axOC  
    6. 光栅的角度响应 p9(y b  
    4fEDg{T  
    %,$n^{v  
     衍射特性的相关性 KpLmpK1  
    - 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。 C* 7/iRe  
    - 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。 L4#pMc  
    - 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) 2eT?qCxqc  
    - 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 \8`?ir q"  
    {$*N1$(%  
    E~'mxx~i  
    xO~ ElzGm  
    示例#1:光栅物体的成像 I2cz:U7  
    x%{]'z  
    1. 摘要 (\V i _  
    bOS)vt*V  
    d=!:UB  
    ?1e{\XW  
    查看完整应用使用案例
    QLA.;`HIE  
    c8RJOc4X  
    2. 光栅配置与对准 JKfG/z|  
       {Kz,_bo  
    M`xiC  
    eL!41_QI  
    !40>LpL[  
    Y.tx$%  
    s\ IKSoE  
    3. 光栅级次通道的选择 nla6QlFYn*  
    e~'` x38  
    my=f}%k=  
       R%E7 |NAG  
    示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试 H=t"qEp  
    Ucj?$=  
    1. 光栅配置和对准 d_RgKdR )k  
    5of3&  
    " \$^j#o  
    >ZA=9v  
    查看完整应用使用案例 sE1cvAw9l  
    8a)AuAi?!  
    2. 基底处理 enoj4g7em^  
    7ubz7*  
    YFKE>+  
    Fe+ @;  
    3. 谐振波导光栅的角响应 'j1e(wq  
    hy;VvAH 5  
    oFY!NMq}:  
    tF2"IP.  
    4. 谐振波导光栅的角响应 hbjAxioA  
    D}-.<  
    9g92eKS  
       W&z jb>0b0  
    示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 xQy,1f3s+  
    GkIE;7#2kX  
    1. 用于超短脉冲的光栅 / )0hsQs  
    k[=qx{Osx%  
    bOY;IB _  
    ^;C&  
    查看完整应用使用案例
    Jh[0xb  
    gcLz}84  
    2. 设计和建模流程 Z$oy;j99y  
    |<%!9Z  
    3v* ~CQy9  
     cby#  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 ?ukw6T  
    rIb+c=|F  
    Tt;F-  
    Lu.zc='\  
    文件信息 gN&i &%*!  
    eH&F gmU  
    yNu_>!Cp5  
    }xZi Ct  
    进一步阅读 S0$^|/Sr  
    - Configuration of Grating Structures by Using Interfaces UD I{4+z  
    - Configuration of Grating Structures by Using Special Media x)5}:b1B=  
    - VirtualLab Fusion Technology – FMM / RCWA [S-Matrix]
    ZWs   
    tDByOml8Ix  
    4=PjS<Lu8  
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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)  r" H::A  
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