摘要
衍射光栅的定義特征是其結構的周期性，正如傅立葉理(lǐ)論所預測的那(nà)樣，這會(huì)導緻入射光在透射和(hé)反射方面被分割成一組離散的級次。這些(xiē)傳播級次的數(shù)量，以及每個(gè)傳播級次的偏轉角，取決于輻射的波長、光栅前後介質的折射率、結構的周期和(hé)入射角。這種相關性在數(shù)學上(shàng)被編碼在光栅方程中。在這個(gè)用例中，我們介紹了VirtualLab Fusion的衍射角計(jì)算(suàn)器(qì)，這是一個(gè)用于計(jì)算(suàn)光栅方程的方便工具。
打開(kāi)衍射角計(jì)算(suàn)器(qì)
可(kě)以通(tōng)過“開(kāi)始”選項卡下的“計(jì)算(suàn)器(qì)”下拉列表訪問“衍射角計(jì)算(suàn)器(qì)”。
設置輸入參數(shù)
用戶需要輸入光栅周期、入射角、波長的值，并定義光栅前後的材料。入射波和(hé)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”按鈕可(kě)用于交換這兩種材質。
定義衍射級數(shù)
在“衍射階數(shù)”框中，可(kě)以選擇指定“顯示的最大(dà)級次”。此參數(shù)指定将可(kě)見的傳播級次的數(shù)量。反射和(hé)透射的最小(xiǎo)和(hé)最大(dà)傳播級次分别顯示為(wèi)反射級次範圍和(hé)透射級次範圍。
光栅方程
衍射級數(shù)圖
用戶可(kě)以為(wèi)圖表生(shēng)成一個(gè)單獨的窗口，通(tōng)過單擊“單獨的圖表”可(kě)以保存和(hé)放大(dà)該窗口。此外，還(hái)提供了一個(gè)顯示衍射角的表格
一個(gè)例子
現在讓我們考慮另一個(gè)例子。在這種情況下，我們選擇第一種材料作(zuò)為(wèi)熔融二氧化矽，第二種材料作(zuò)為(wèi)空(kōng)氣，入射角為(wèi)25°。我們将顯示的最大(dà)顯示級數(shù)為(wèi)1。
通(tōng)用光學設置中的示例
我們采用通(tōng)用光學設置來(lái)模拟類似的系統。衍射光栅由光栅組件描述，使用FMM/RCWA[S-矩陣]求解器(qì)。我們可(kě)以看到，這産生(shēng)了與衍射角計(jì)算(suàn)器(qì)相同的結果，其中結果直接由光栅方程計(jì)算(suàn)。
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