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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 nBSYsp{  
    q\4Xs$APq  
    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。 u.m[u)HQ  
    +.b,AqJ/  
    g(7rTyp4)  
    ? _9  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 u(F_oZ~  
    bUdLs.:  
     单光栅分析 0#Y5_i|p  
    −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。 %axh`xK#  
    −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。 }?_?V&K|  
    ,77d(bR<  
    w(3G&11N?  
     系统内的光栅建模 yfjWbW  
    !6O(-S2A  
    −在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。 $2M$?4S/T  
    −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。 ' ;FnIZ  
    E`usknf>l  
    tOd&!HYL  
    _P 3G  
    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。 lc1(t:"[  
    hPkWCoQpq  
    3. 系统中的光栅对准 }"P|`"WW  
    &4x}ppX  
    #3@rS  
     安装光栅堆栈 7p16Hv7y~  
    −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)。 5o'FS{6U  
    −参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 RVA (Q[ ;  
     堆栈方向 c&?m>2^6  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 l<LP&  
    qHplJ "  
    %i9E @EV  
    RSyUaA  
    "R1NG?; q  
     安装光栅堆栈 /h 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)。 )D5"ap]fX  
    - 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 [" )o.(  
     堆栈方向 ~IfJwBn-i  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 j<99FW"@e  
    - 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。 "ESwA  
    bz2ztH9 n  
    n,V[eW#m'L  
    %G_B^p4  
    Fa Qe_;  
     横向位置 r4XK{KHn  
    −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。 Is)u }  
    −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。 H z1%x  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 +\c5]`  
     在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或 mAj?>;R2$2  
     通过组件定位选项。 kHghPn?8]  
    0w \zLU  
    ~Ei$nV  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理
    o WrKM  
    XSe=sHEI  
    h-#6av :  
     单光栅分析 qo90t{|c  
    - 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 mPtZO*Fc  
     系统内的光栅建模 q77;ZPfs8  
    - 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。 F3v !AvA|  
    - 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。 [#<-ZC#T*  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 8>2.UrC  
    b8`)y<7  
    G C),N\@Q  
    [LjT*bi  
    5. 光栅级次通道选择 +j`5F3@  
    av}k)ZT_  
    @;zl  
     方向 q#Z@+(^  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。 w(*vj  
     衍射级次选择 yYIf5S`V]  
    - 对于方向组合,可能会有多个衍射级。 pXT4)JDpc  
    - 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。 2\A$6N ;_  
     备注 JgKO|VO  
    - 在FMM计算中,光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 {7"Q\  
    xaq-.IQAM$  
    }{K) 4M  
    ~:rl=o}  
    6. 光栅的角度响应 Z58 X5"  
    {3>$[bT  
    Yh@JXJ>  
     衍射特性的相关性 n71r_S*  
    - 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。 knu,"<  
    - 对于不同的波长/偏振,衍射效率也不同,并且对于不同的入射角,衍射效率也不相同。 DbBcQ%  
    - 为了解决与角度有关的衍射行为,可能需要指定k域中的采样点(等效于角度空间) 1y4|{7bb  
    - 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 :}L[sl\R  
    3 Gp$a;g  
    i^X]j  
    MnsJEvn/  
    示例#1:光栅物体的成像 fa jGZyd0:  
    >a!/QMh  
    1. 摘要 Thp[+KP>  
    aD<A.Lhy  
    |sJ[0z  
    A2I9R;}  
    → 查看完整应用使用案例
    er("wtM  
    d\&U*=  
    2. 光栅配置与对准 n$MO4s8)  
       `&r+F/Ap2  
    gD-d29pQ  
    4M=]wR;  
    Fd%#78UEo}  
    )!th7sH  
    |{z:IQLv  
    3. 光栅级次通道的选择 p,EQ#Ik  
    4qb/da E:Z  
    gDQ^)1k  
       B?eCe}*f;B  
    示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试 j2t7'bO_  
    JK7G/]j+Ez  
    1. 光栅配置和对准 GL>O4S<`  
    !{+,B5 Hc  
    5N#aXG^9  
    fbyd"(V 8r  
    → 查看完整应用使用案例 |%BOZT  
    >2Y=*K,:  
    2. 基底处理 paA(C|%{  
    wm+};L&_  
    6B8VfQ9[  
    f$o_e90mu  
    3. 谐振波导光栅的角响应 SpIv#?  
    P7[h-3+^  
    #>a\>iKQ2q  
    W- $Z(Z XL  
    4. 谐振波导光栅的角响应 *l(7D(#  
    \ ,'m</o~,  
    0.Q Ujw  
       R)?*N@.s  
    示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 v8wq,CYV  
    G~]Uk*M q  
    1. 用于超短脉冲的光栅 #JqB ;'\  
    Zcey|m*|  
    cRC6 s8  
    v1#otrf  
    →
    查看完整应用使用案例
    VnSCz" ?3  
    s2a{>II6  
    2. 设计和建模流程 j}#w )M  
    kl" hBK#D%  
    "6("9"  
    SjK  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 8:q1~`?5"b  
    B5`EoZ  
    :ffY6L+  
    ;'gWu  
    文件信息 +Z,;,5'5G  
    ; t)3F  
    Q@=Q0  
    Mg+2. 8%  
    进一步阅读 YByLoM*  
    - Configuration of Grating Structures by Using Interfaces .w:DFk^E]b  
    - Configuration of Grating Structures by Using Special Media W PC]%:L"  
    - VirtualLab Fusion Technology – FMM / RCWA [S-Matrix]
    HGl|-nW>  
    S0$8@"~=  
    "6A ` q\  
    QQ:2987619807 |o7[|3:M  
     
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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)  +.8 \p5  
    d7^}tM  
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