切换到宽版
  • 广告投放
  • 稿件投递
  • 繁體中文
    • 1307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
    7377
    光币
    31026
    光券
    0
    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2022-11-01
    光栅是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。 ~LW%lMy;^|  
    QN&^LaB<T  
    SH$cn,3F8  
    UA4d|^ev  
    系统内光栅建模 7"NJraQ6  
     在一般光路中,光栅元件可以插入到系统的任何位置。 L8xprHgL  
     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。 AaC1 ||?R  
     光栅元件可以通过元件 > 单个表面&堆栈 > 光栅找到。 M #=5u`h  
    C|;Mhe'r=  
    3=|2Gs?ut  
    8 E+C:"  
    附着光栅堆栈 a{Hb7&  
    JP,(4h *  
     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)。 nEcd+7(  
     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。 jy@i(@Z  
     参考面可以在三维系统视图中可视化,以帮助排列光栅。 f3>6:(  
     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)。 -Dq:Y,%q  
    6 %k+0\d  
    +y4AUU:Q  
         F@'rP++4  
    堆栈的方向 S<]a@9W  
    bd P,Zqd  
    堆栈的方向可以用两种方式指定: !5SQN5K  
    IgR"eu U  
    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)。 :8-gm"awL5  
    >g"M.gW  
    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。 ck_fEF  
    ZWhmO=b!  
    #!u51P1  
         P:, x?T?J^  
    基底的处理、菲涅耳损耗和衍射角 [H:GKhPC`  
    3) c K*8#  
     作为一种惯例,往往忽略基底的影响,例如衍射效率的计算。 ssyd8LC#  
     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。 27 145  
     平面的建模包括菲涅耳效应(S矩阵求解器)。 3AQ>>)T~  
    V>jhGf  
    _X2EBpZp  
    LQ(5D_yG.  
    高级选项和信息 @-&(TRbZo  
     在求解器菜单中有几个高级选项可用。 " $IXZ  
     求解器选项卡允许编辑所使用FMM(“傅里叶模态法”,也被称为RCWA,“严格耦合波分析”)算法的精度设置。 Sa1z,EP  
     既可以设置考虑的总级次数,也可以设置倏逝级次数。 9+8!xwR:  
     如果考虑金属光栅,这可能是有用的。相反,对于介质光栅,默认设置就足够了。 9kX=99kf[  
    D@\;@( |  
    sId(PT^  
      71.\`'  
    结构分解 it\DZGsg  
    ]dbSa1?  
     结构分解选项卡提供了关于结构分解的信息。 :EmQ_?(^  
     层分解和转换点分解设置可以用来调整结构的离散化。默认设置适用于几乎所有光栅结构。 Ph#F<e(9  
     此外,还提供了有关层数和转换点数的信息。 MYhx'[4[3  
     分解预览按钮提供了用于FMM计算的结构数据的描述。折射率用色标表示。 ImV]}M~_  
    K%(XgXb(</  
    I' ! r  
    RE>ks[  
    光栅级次通道选择 T4~`e_  
    7*>S;$  
     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。 U7B/t3,=U  
     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。 M,t*nG  
     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)。 p>:ef<.i  
    K4k~r!&OU  
    Gh2Q$w:  
    Zv|p>q`R2  
    光栅的角度响应 4j@i%  
     在VirtualLab Fusion中,光栅元件的运算符通过FMM(又名RCWA)在k域中建模。 Rj} o4s2x  
     对于给定的光栅,其衍射行为与输入场有关。 @ 2!C^}d3F  
     不同波长/偏振态下的衍射效率不同,不同入射角度下的衍射效率也不同。 k]Alp;hVd  
     为了解决角度相关的衍射行为,可能需要指定k域(角空间)的采样点。请参阅下面的示例以进一步说明。 rXY;m-  
    ```d:f  
    iO*`(s  
    -.{oqs$  
    例:谐振波导光栅的角响应 2<'`^AO@  
    v0Ai!#  
    gE@$~Q>M  
    ;Rhb@]X  
    谐振波导光栅的角响应 Gg9VS&VI  
    }U%^3r-  
    <8rgtu!VU  
     
    分享到