本示例演示了VirtuaLab分析光柵的基本功能
摘要：
VirtualLab (VL) 為用戶(hù)提供了一個(gè)好的指導(dǎo)方法以用于創(chuàng)建光學(xué)系統(tǒng)來(lái)對(duì)期望的光柵進(jìn)行分析。
該案例主要對(duì)一個(gè)線(xiàn)性正弦光柵(周期在一個(gè)方向)的近場(chǎng)和透射衍射級(jí)次的效率進(jìn)行了基礎(chǔ)研究。
兩種不同周期線(xiàn)性正弦光柵結(jié)果的對(duì)比:
光柵周期遠(yuǎn)大于波長(zhǎng)
光柵周期在波長(zhǎng)范圍
建模任務(wù)
多次反射
■ 傅里葉模態(tài)方法是一種嚴(yán)格的方法，它考慮了光柵元件內(nèi)部多次反射。
■ 光柵工具箱通常默認(rèn)輸入光為無(wú)限擴(kuò)展的平面波。
■ 對(duì)于這樣的無(wú)限平面波，其相應(yīng)的多次反射效應(yīng)會(huì)對(duì)結(jié)果產(chǎn)生不同的影響，當(dāng)輸入光尺寸有限時(shí)，其多重反射效應(yīng)消退的更明顯。因此在某些情況下，我們希望忽略這些多次反射。
■ 例如，如果你對(duì)一個(gè)周期性表面的影響感興趣– 如本案例中–由于單一相應(yīng)介質(zhì)轉(zhuǎn)換，可對(duì)該效應(yīng)進(jìn)行研究。
無(wú)多次反射的研究
■ 我們?cè)诨變?nèi)部設(shè)置探測(cè)器, 直接位于光柵結(jié)構(gòu)后方。
■ 盡管光源和光柵元件以及光柵元件和虛擬屏間距離設(shè)置為0，但必須設(shè)置介質(zhì)，這樣才能保證正確的轉(zhuǎn)換。
計(jì)算
■ VirtualLab的光柵工具箱提供十分精細(xì)的不同顯示選項(xiàng)的評(píng)估工具。
■ 該文件中展示了這些功能中的一部分。
■ 這里有一些下載的用戶(hù)案例文檔，詳細(xì)地解釋了這些不同工具特殊操作。只需要所搜你感興趣的對(duì)應(yīng)關(guān)鍵詞即可。
周期為10um的光柵結(jié)果
近場(chǎng)
近場(chǎng)位相值(周期=10µm)
3個(gè)周期的近場(chǎng)正弦位相分步，由于一個(gè)恒等的相位偏移，相位分布具有一個(gè)2Pi系數(shù)階步。
■ 場(chǎng)的振幅變化很小。
■ 在078~0.86的范圍內(nèi)。
不同放大倍率顯示
數(shù)值的表格顯示
近場(chǎng)位相值(周期=1µm)
■ 再次顯示3個(gè)周期。
■ 由于共振效應(yīng)，具有小尺寸結(jié)構(gòu)的光柵不在產(chǎn)生正弦位相分布。
■ 振幅同樣劇烈地改變。
■ 此時(shí)變化范圍從0.2 ~ 1.2.
■ 這是光柵周期趨近于波長(zhǎng)量級(jí)時(shí)的典型現(xiàn)象。
說(shuō)明
該案例中波長(zhǎng)532nm,光柵周期1um，即結(jié)構(gòu)在波長(zhǎng)范圍內(nèi)，通常要求采用傅里葉模態(tài)法進(jìn)行嚴(yán)格分析。
因此VirtualLab非常適合這樣的研究工作。
此次僅計(jì)算3個(gè)反射級(jí)次和5個(gè)透射級(jí)次。因此分析速度很快。
不同變倍比顯示
數(shù)值的表格顯示
總結(jié)
■ VirtualLab可對(duì)表面光柵進(jìn)行嚴(yán)格仿真。
■ 利用光柵工具箱，用戶(hù)可將嚴(yán)格的傅里葉模態(tài)法作為傳播技術(shù)和強(qiáng)大的計(jì)算工具，如對(duì)光柵近場(chǎng)和衍射效率的計(jì)算。
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