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。
6<%W8m\
}iu(-{Z
Z{#;my*X|
3B+ F'k
系统内光栅建模
=5zx]N1r
在一般光路中,光栅元件可以插入到系统的任何位置。
PNn-@=%
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。
Q|3SYJf
光栅元件可以通过元件 > 单个表面&堆栈 > 光栅找到。
~C;1}P%9x
c<T'_93
LEM^8G]O
\Gzo^w
附着光栅堆栈
'J0Erk8(
xQKD1#y
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)。
ab5uZ0@
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。
pN]$|#%q(
参考面可以在三维系统视图中可视化,以帮助排列光栅。
slV7,4S&!
所应用的光栅结构可以是一维周期(层状),也可以是二维周期(交叉光栅)。
{1jywb }
q^.\8zFf
KR4vcI[4
9F*],#ng
堆栈的方向
8N58w)%7`
:zL.dJwa
堆栈的方向可以用两种方式指定:
s</llJ$
Nvef+L,v
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)。
l}Fa-9_'
Ob|[/NN
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。
#h#Bcv0 Z
+.p$Yi`
_tGR:E
HJ\CGYmyz
基底的处理、菲涅耳损耗和衍射角
wn$:L9"YN
o}iqLe\
作为一种惯例,往往忽略基底的影响,例如衍射效率的计算。
ilyQgEjC
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。
/_,} o7@t~
平面的建模包括菲涅耳效应(S矩阵求解器)。
kOe~0xoT@u
)kE(%q:*P$
v {H3DgyG
4cO||OsMU
高级选项和信息
rCmxv7" a}
在求解器菜单中有几个高级选项可用。
4't@i1Ll(
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。
Nr#Y]9nA
既可以设置考虑的总级次数,也可以设置倏逝级次数。
x_&m$Fh
如果考虑金属光栅,这可能是有用的。相反,对于介质光栅,默认设置就足够了。
qwb`8o
YS_9M Pi
aoZ`C3
xYMNyj~
结构分解
L-ZJ[#D
zn4Yo
结构分解选项卡提供了关于结构分解的信息。
C+WHg-l
层分解和转换点分解设置可以用来调整结构的离散化。默认设置适用于几乎所有光栅结构。
D4"](RXH
此外,还提供了有关层数和转换点数的信息。
;,z^!bD
分解预览按钮提供了用于FMM计算的结构数据的描述。折射率用色标表示。
F7(~v2|
}}GBCXAf_
S*H :/Ip
d E@R7yU@
光栅级次通道选择
dwc$?Bg,5
$Xlyc.8YId
可以定义具体的透射和反射级次,以供模拟中考虑。在表面被从背面照明的情况下,也可以有不同的级次。
Cf_Ik
并不总是需要考虑所有的衍射级,我们建议只使用那些感兴趣的,以确保更有效的模拟。
t;DZ^Z"{
光栅级次通道的选择不影响FMM计算中的内部衍射级次(即精度)。
h>Z$ n`T
mne^PSI:
lA4Bq
4*UoTE-g$
光栅的角度响应
Qa,^;hZWS
在VirtualLab Fusion中,光栅元件的运算符通过FMM(又名RCWA)在k域中建模。
7p?6j)rj
对于给定的光栅,其衍射行为与输入场有关。
OpwZTy}1}
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。
J! 4l-.-
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。
,EgIH%*g
i\S } aCm
's{-1aW
mu1oD;lQ
例:谐振波导光栅的角响应
6,'!z ?d%
? OBe!NDf
b; SFnZa8
?4 `K8
谐振波导光栅的角响应
~6'6v8
F}Bc +i#]
XM/P2=;
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