切换到宽版
  • 广告投放
  • 稿件投递
  • 繁體中文
    • 1133阅读
    • 0回复

    [技术]用于一般光学系统的光栅元件 [复制链接]

    上一主题 下一主题
    离线infotek
     
    发帖
    6979
    光币
    29045
    光券
    0
    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2022-11-01
    光栅光学中最常用的衍射元件之一。如今,它们经常被用于复杂的系统中,并与其他元件一起工作。在这种情况下,非常需要将光栅不仅仅是作为孤立的元件来模拟,而是与系统的其余部分结合,以评估整个系统性能。VirtualLab Fusion提供了一个独特的光栅元件,允许在光路中轻松地包含各种不同形状的光栅,无论是一维周期光栅(层状),二维周期光栅,或体(布拉格)光栅。本用例介绍了该元件的功能,包括光栅级次的设置和堆栈的定位。 kTIYD o  
    OWjJxORB  
    }-p[V$:S  
    is; XmF*5=  
    系统内光栅建模 ;^u*hZN[Up  
     在一般光路中,光栅元件可以插入到系统的任何位置。 $& ~;@*[  
     这使得在一个复杂的系统中对光栅进行建模,并因此评估整个系统的性能成为可能,同时考虑光栅的可能影响。 S0/usC[r  
     光栅元件可以通过元件 > 单个表面&堆栈 > 光栅找到。 )emOKS  
    tq50fq'  
    W_M'.1 t  
    W`rNBfG>  
    附着光栅堆栈 yq[Cq=rBk  
    0'Z\O   
     为了描述系统内的光栅,光栅堆栈总是附着在一个虚拟参考面上(仅平面)。 imL_lw^?  
     元件的大小仅用于在3D光线追迹视图中显示;仿真中不考虑孔径效应。 7^TV~E#  
     参考面可以在三维系统视图中可视化,以帮助排列光栅。 EpPf _ \o  
     所应用的光栅结构可以是一维周期(层状),也可以是二维周期(交叉光栅)。 `s#Hq\C  
    's x\P[a  
    we7c`1E  
         %GEJnJ  
    堆栈的方向  4-Z()F  
    x|64l`Vp(:  
    堆栈的方向可以用两种方式指定: k,Qsk d-N]  
    4\5uY  
    它既可以应用在表面的正面,也可以应用在背面(在固体标签中定义)。 t%1^Li  
    WP **a Bp  
    请注意,如果堆栈位于正面,堆栈将绕Z轴旋转180°。这会影响堆栈的内部坐标系,需要在定义高度轮廓时加以考虑。 zzGYiF ?  
    [`=LTBt  
    !G5a*8]  
         I3S9Us-\  
    基底的处理、菲涅耳损耗和衍射角 .y5,x\Pq(  
    ,.IEDF<&  
     作为一种惯例,往往忽略基底的影响,例如衍射效率的计算。 KGHq rc  
     然而,任何实际的光栅结构必须建立在基底上,因此,我们使用一个平面元件和中间的自由空间延伸对其进行建模。 l7[7_iB&E  
     平面的建模包括菲涅耳效应(S矩阵求解器)。 JOn yrks  
    rEZ8eeB[3  
    vC;]jJb:  
    8euZTfK9e  
    高级选项和信息 C_:k8?  
     在求解器菜单中有几个高级选项可用。 E N^Uki`  
     求解器选项卡允许编辑所使用FMM(“傅里叶模态法”,也被称为RCWA,“严格耦合波分析”)算法的精度设置。 $gle8Z-  
     既可以设置考虑的总级次数,也可以设置倏逝级次数。 4b]a&_-}  
     如果考虑金属光栅,这可能是有用的。相反,对于介质光栅,默认设置就足够了。 !|?e7u7  
    L];y}]:F*  
    ~q0*"\Ff  
    6$Q,Y}j  
    结构分解 <oMUQ*OtV  
    c8 K3.&P6  
     结构分解选项卡提供了关于结构分解的信息。 {4 >mc'dv  
     层分解和转换点分解设置可以用来调整结构的离散化。默认设置适用于几乎所有光栅结构。 TB6m0qX(  
     此外,还提供了有关层数和转换点数的信息。 i=FQGWAUu  
     分解预览按钮提供了用于FMM计算的结构数据的描述。折射率用色标表示。 N@o?b  
    s$h] G[x  
    QvPD8B  
    3#kitmV  
    光栅级次通道选择 d?,M/$h  
    3+7^uR$/I4  
     可以定义具体的透射和反射级次,以供模拟中考虑。在表面被从背面照明的情况下,也可以有不同的级次。 w*j$uW6{  
     并不总是需要考虑所有的衍射级,我们建议只使用那些感兴趣的,以确保更有效的模拟。 N^?9ZO   
     光栅级次通道的选择不影响FMM计算中的内部衍射级次(即精度)。 ^>4o$}  
    }_.:+H!@  
    wYsZM/lw  
    ER&UBUu"  
    光栅的角度响应 4R +.N  
     在VirtualLab Fusion中,光栅元件的运算符通过FMM(又名RCWA)在k域中建模。 <pLT'Y=  
     对于给定的光栅,其衍射行为与输入场有关。 X+8B!F  
     不同波长/偏振态下的衍射效率不同,不同入射角度下的衍射效率也不同。 /G{_7cb  
     为了解决角度相关的衍射行为,可能需要指定k域(角空间)的采样点。请参阅下面的示例以进一步说明。 n7LfQWc  
    A^fjfa);V  
    4_M>OD/"  
    I{0 k  
    例:谐振波导光栅的角响应 ("7M b{  
    8U2dcx:G3  
    BF|(!8S$U  
    &7?R+ZGo  
    谐振波导光栅的角响应 79J-)e9  
    }`_@'4:t  
    Tm]nEl)_  
     
    分享到