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VirtualLab：衍射角計算器

摘要


 

衍射光柵的定義特征是其結(jié)構(gòu)的周期性，正如傅立葉理論所預(yù)測的那樣，這會導(dǎo)致入射光在透射和反射方面被分割成一組離散的級次。這些傳播級次的數(shù)量，以及每個傳播級次的偏轉(zhuǎn)角，取決于輻射的波長、光柵前后介質(zhì)的折射率、結(jié)構(gòu)的周期和入射角。這種相關(guān)性在數(shù)學(xué)上被編碼在光柵方程中。在這個用例中，我們介紹了VirtualLab Fusion的衍射角計算器，這是一個用于計算光柵方程的方便工具。

 

打開衍射角計算器 

 

可以通過“開始”選項卡下的“計算器”下拉列表訪問“衍射角計算器”。
 

 

設(shè)置輸入?yún)��?shù)

用戶需要輸入光柵周期、入射角、波長的值，并定義光柵前后的材料。入射波和反射級次位于第一種材料中，而透射級次于第二種材料中。
 
“切換材質(zhì)”按鈕可用于交換這兩種材質(zhì)。

  

 

定義衍射級數(shù)

在“衍射階數(shù)”框中，可以選擇指定“顯示的最大級次”。此參數(shù)指定將可見的傳播級次的數(shù)量。反射和透射的最小和最大傳播級次分別顯示為反射級次范圍和透射級次范圍。

  

 

光柵方程 

衍射級數(shù)圖  

用戶可以為圖表生成一個單獨的窗口，通過單擊“單獨的圖表”可以保存和放大該窗口。此外，還提供了一個顯示衍射角的表格

 

一個例子  
 

現(xiàn)在讓我們考慮另一個例子。在這種情況下，我們選擇第一種材料作為熔融二氧化硅，第二種材料作為空氣，入射角為25°。我們將顯示的最大顯示級數(shù)為1。

 

通用光學(xué)設(shè)置中的示例 

 

 

我們采用通用光學(xué)設(shè)置來模擬類似的系統(tǒng)。衍射光柵由光柵組件描述，使用FMM/RCWA[S-矩陣]求解器。我們可以看到，這產(chǎn)生了與衍射角計算器相同的結(jié)果，其中結(jié)果直接由光柵方程計算。