首页 -> 登录 -> 注册 -> 回复主题 -> 发表主题
光行天下 -> 讯技光电&黉论教育 -> 用于一般光学系统的光栅元件 [点此返回论坛查看本帖完整版本] [打印本页]

infotek 2022-11-01 08:43

用于一般光学系统的光栅元件

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。 R &n Pj~  
Ij 79~pn  
e- ~N"  
imVo<Je7z(  
系统内光栅建模 1]d!~  
 在一般光路中,光栅元件可以插入到系统的任何位置。 3(``#7  
 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。 gGR"Z]DBk  
 光栅元件可以通过元件 > 单个表面&堆栈 > 光栅找到。 )n1_(;  
mJ<=n?{Z  
I^* Nqqq  
_;W.q7 b]  
附着光栅堆栈 ay4 %  
:v YYfs&  
 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)。 ?#Ge.D~u  
 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。 Ah1]Y}sy  
 参考面可以在三维系统视图中可视化,以帮助排列光栅。 W=ig.-  
 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)。 bAdn &   
K> %Tq  
Y`KqEjsC*  
     jY  &k  
堆栈的方向 SbcS]H5Sk  
QER?i;-wb  
堆栈的方向可以用两种方式指定: Jf@H/luW  
[.K1i ZyTi  
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)。 Upx G@b  
C:GK,?!Jn'  
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。 cv8L-Z>x.=  
%J#YM'g  
2L!u1  
     .28<tEf  
基底的处理、菲涅耳损耗和衍射角 ;:iY)}  
6d:zb;Iz  
 作为一种惯例,往往忽略基底的影响,例如衍射效率的计算。 CZ8KEBl  
 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。 65L6:}#  
 平面的建模包括菲涅耳效应(S矩阵求解器)。 "<6G6?sz  
ag;Q F  
!H#bJTXB  
yZAS#ko}}  
高级选项和信息 PYQ;``~x  
 在求解器菜单中有几个高级选项可用。 +2(I1  
 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。 \1d (9jR  
 既可以设置考虑的总级次数,也可以设置倏逝级次数。 "_P;2N6  
 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。 AJt+p&I[J  
1f%1*L0>@  
Y$o< 6[7  
zy?.u.4L  
结构分解 -N6f1>}pE  
eP.wOl  
 结构分解选项卡提供了关于结构分解的信息。 #||}R[~P"  
 层分解和转换点分解设置可以用来调整结构的离散化。默认设置适用于几乎所有光栅结构。 EJj.1/]|r  
 此外,还提供了有关层数和转换点数的信息。 H[m:0eF'5  
 分解预览按钮提供了用于FMM计算的结构数据的描述。折射率用色标表示。 p5Z"|\  
_> f`!PlB|  
ksc;X$f&4  
svsqg{9z  
光栅级次通道选择 v>:Ur}u!D  
d^@dzNv  
 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。 i 6R~`0>Q  
 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。 F7A=GF'  
 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)。 ^pxX]G]  
y?rPlA_  
}\hVy(\c  
XYjV.j\  
光栅的角度响应 6 uv#de  
 在VirtualLab Fusion中,光栅元件的运算符通过FMM(又名RCWA)在k域中建模。 .>q8W  
 对于给定的光栅,其衍射行为与输入场有关。 u$h 4lIl  
 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。 .RE:;<|w  
 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。 dFRsm0T  
!6n_}I-W  
VX].3=T8  
8H;t_B  
例:谐振波导光栅的角响应 &[_g6OL  
 R(!s  
!-ok"k0,u  
;i8g41qjF  
谐振波导光栅的角响应 yu;+o3WlK  
b v G/|U  
H6kR)~zhf  
查看本帖完整版本: [-- 用于一般光学系统的光栅元件 --] [-- top --]

Copyright © 2005-2025 光行天下 蜀ICP备06003254号-1 网站统计