偏振光仿真的案例
9，comsol仿真線偏振平面光，圓偏振平面光，橢圓偏振平面光在真空中的傳播 ￥200
spm_id_from=333.999.0.0</a> ），介紹了使用背景場(chǎng)仿真線偏振，圓偏振，橢圓偏振在真空中的傳播。</p><p>具體如下：</p><p>1，平面光在真空中的傳播</p><div contenteditable="false" width="100%">
<img src="https://img.jishulink.com/upload/202202/f290a08d3f6c426aabffc7b5476e8eb3.gif" title="1，背景場(chǎng)-平面光.gif" alt="1，背景場(chǎng)-平面光.gif" style="max-width:760px;" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/upload/202202/f290a08d3f6c426aabffc7b5476e8eb3.gif?image_process=/format,webp/quality,q_40/resize,w_400" data-pc-src="https://img.jishulink.com/upload/202202/f290a08d3f6c426aabffc7b5476e8eb3.gif?
展開 26，comsol仿真線偏振高斯光經(jīng)過(guò)透鏡聚焦后的光場(chǎng)分布 ￥13000
在之前第15篇推送中，介紹了徑向偏振光和角向偏振光經(jīng)過(guò)透鏡聚焦后的光場(chǎng)，當(dāng)時(shí)是正好有文獻(xiàn)推導(dǎo)公式，
但是倘若沒(méi)有現(xiàn)成的文獻(xiàn)推導(dǎo)呢？那就得自己慢慢在草稿紙上推導(dǎo)。實(shí)驗(yàn)中最常用的光源是線偏振高斯光，所以后來(lái)我慢慢推導(dǎo)了線偏振高斯光經(jīng)過(guò)透鏡聚焦后的光場(chǎng)，并用comsol仿真出來(lái)。這個(gè)聚焦光場(chǎng)的仿真其實(shí)難度還挺大的，并不easy。至于其他光，比如圓偏高斯光，渦旋光等等，以后有空在慢慢推吧。
如下是我的仿真結(jié)果
付費(fèi)內(nèi)容如下
展開 用于光柵仿真的非偏振光
光柵仿真中的非偏振光
光柵等光學(xué)設(shè)備對(duì)光的偏振很敏感。 因此，在仿真中正確考慮光的偏振非常重要。 在實(shí)踐中，光柵有時(shí)使用非偏振光作為輸入。 我們展示了如何將這種非偏振光建模為兩個(gè)正交偏振態(tài)的平均值，用于 VirtualLab Fusion 中的光柵仿真。 提供了示例來(lái)說(shuō)明軟件中的相應(yīng)設(shè)置。
光柵仿真中的光源設(shè)置
? 光柵分析
– 對(duì)于使用傅立葉模態(tài)方法 (FMM / RCWA) 的單光柵分析，使用平面波入射來(lái)計(jì)算
例如 衍射效率是所研究光柵的固有特性。
? 非偏振平面波
– 考慮沿 z 方向的平面波，可以認(rèn)為非偏振光在統(tǒng)計(jì)上可以同時(shí)具有任何偏振狀態(tài)。
– 可以將任意偏振態(tài)投影到兩個(gè)正交狀態(tài)上； 統(tǒng)計(jì)上，非偏振光沿著形成這個(gè)正交基礎(chǔ)的兩個(gè)狀態(tài)給出了相等的投影。
– 因此，我們可以以非相干的方式使用兩個(gè)正交狀態(tài)的平均值來(lái)表示非偏振光。
光柵仿真中的偏振相關(guān)分析儀
? 光源偏振態(tài)的手動(dòng)控制
– 光在 VirtualLab Fusion 中始終以矢量形式表示，用戶可以完全控制光源設(shè)置中的偏振狀態(tài)。
– 遵循基本概念，可以根據(jù)非偏振光的需要，使用特定的輸入偏振態(tài)進(jìn)行光柵模擬。。
展開 [VirtualLab] 用于光柵仿真的非偏振光
摘要
光柵等光學(xué)設(shè)備對(duì)光的偏振很敏感。 因此，在仿真中正確考慮光的偏振非常重要。 在實(shí)踐中，光柵有時(shí)使用非偏振光作為輸入。 我們展示了如何將這種非偏振光建模為兩個(gè)正交偏振態(tài)的平均值，用于 VirtualLab Fusion 中的光柵仿真。 提供了示例來(lái)說(shuō)明軟件中的相應(yīng)設(shè)置。
光柵仿真中的非偏振光
? 光柵分析
– 對(duì)于使用傅立葉模態(tài)方法 (FMM / RCWA) 的單光柵分析，使用平面波入射來(lái)計(jì)算
例如 衍射效率是所研究光柵的固有特性。
? 非偏振平面波
– 考慮沿 z 方向的平面波，可以認(rèn)為非偏振光在統(tǒng)計(jì)上可以同時(shí)具有任何偏振狀態(tài)。
– 可以將任意偏振態(tài)投影到兩個(gè)正交狀態(tài)上； 統(tǒng)計(jì)上，非偏振光沿著形成這個(gè)正交基礎(chǔ)的兩個(gè)狀態(tài)給出了相等的投影。
– 因此，我們可以以非相干的方式使用兩個(gè)正交狀態(tài)的平均值來(lái)表示非偏振光。
光柵仿真中的光源設(shè)置
? 光源偏振態(tài)的手動(dòng)控制
– 光在 VirtualLab Fusion 中始終以矢量形式表示，用戶可以完全控制光源設(shè)置中的偏振狀態(tài)。
– 遵循基本概念，可以根據(jù)非偏振光的需要，使用特定的輸入偏振態(tài)進(jìn)行光柵模擬。。 例如，通過(guò)選擇 TE 和 TM 偏振作為兩個(gè)正交基態(tài)，我們可以對(duì)兩種配置獨(dú)立執(zhí)行光柵仿真，然后通過(guò)功能區(qū)菜單功能手動(dòng)平均結(jié)果（如下所述）。
光柵仿真中的偏振相關(guān)分析儀
? 光柵偏振分析儀
– 對(duì)于光柵衍射效率計(jì)算，VirtualLab Fusion 提供了偏振分析儀，用于研究偏振相關(guān)效應(yīng)。
– 與光柵階次分析器相比，偏振分析器對(duì)入射的偏振態(tài)有額外的控制。
– 偏振分析儀中的偏振設(shè)置獨(dú)立于光學(xué)設(shè)置中的光源設(shè)置。
展開 
VirtualLab：用于光柵仿真的非偏振光
摘要
光柵等光學(xué)設(shè)備對(duì)光的偏振很敏感。因此，在仿真中正確考慮光的偏振非常重要。在實(shí)踐中，光柵有時(shí)使用非偏振光作為輸入。我們展示了如何將這種非偏振光建模為兩個(gè)正交偏振態(tài)的平均值，用于 VirtualLab Fusion 中的光柵仿真。提供了示例來(lái)說(shuō)明軟件中的相應(yīng)設(shè)置。
光柵仿真中的非偏振光
? 光柵分析
– 對(duì)于使用傅立葉模態(tài)方法 (FMM / RCWA) 的單光柵分析，使用平面波入射來(lái)計(jì)算
例如 衍射效率是所研究光柵的固有特性。
? 非偏振平面波
– 考慮沿 z 方向的平面波，可以認(rèn)為非偏振光在統(tǒng)計(jì)上可以同時(shí)具有任何偏振狀態(tài)。
– 可以將任意偏振態(tài)投影到兩個(gè)正交狀態(tài)上；統(tǒng)計(jì)上，非偏振光沿著形成這個(gè)正交基礎(chǔ)的兩個(gè)狀態(tài)給出了相等的投影。
– 因此，我們可以以非相干的方式使用兩個(gè)正交狀態(tài)的平均值來(lái)表示非偏振光。
光柵仿真中的光源設(shè)置
? 光源偏振態(tài)的手動(dòng)控制
– 光在 VirtualLab Fusion 中始終以矢量形式表示，用戶可以完全控制光源設(shè)置中的偏振狀態(tài)。
– 遵循基本概念，可以根據(jù)非偏振光的需要，使用特定的輸入偏振態(tài)進(jìn)行光柵模擬。。例如，通過(guò)選擇 TE 和 TM 偏振作為兩個(gè)正交基態(tài)，我們可以對(duì)兩種配置獨(dú)立執(zhí)行光柵仿真，然后通過(guò)功能區(qū)菜單功能手動(dòng)平均結(jié)果（如下所述）。
光柵仿真中的偏振相關(guān)分析儀
? 光柵偏振分析儀
– 對(duì)于光柵衍射效率計(jì)算，VirtualLab Fusion 提供了偏振分析儀，用于研究偏振相關(guān)效應(yīng)。
– 與光柵階次分析器相比，偏振分析器對(duì)入射的偏振態(tài)有額外的控制。
– 偏振分析儀中的偏振設(shè)置獨(dú)立于光學(xué)設(shè)置中的光源設(shè)置。
展開 VirtualLab：用于光柵仿真的非偏振光
摘要
光柵等光學(xué)設(shè)備對(duì)光的偏振很敏感。因此，在仿真中正確考慮光的偏振非常重要。在實(shí)踐中，光柵有時(shí)使用非偏振光作為輸入。我們展示了如何將這種非偏振光建模為兩個(gè)正交偏振態(tài)的平均值，用于 VirtualLab Fusion 中的光柵仿真。提供了示例來(lái)說(shuō)明軟件中的相應(yīng)設(shè)置。
光柵仿真中的非偏振光
? 光柵分析
– 對(duì)于使用傅立葉模態(tài)方法 (FMM / RCWA) 的單光柵分析，使用平面波入射來(lái)計(jì)算
例如 衍射效率是所研究光柵的固有特性。
? 非偏振平面波
– 考慮沿 z 方向的平面波，可以認(rèn)為非偏振光在統(tǒng)計(jì)上可以同時(shí)具有任何偏振狀態(tài)。
– 可以將任意偏振態(tài)投影到兩個(gè)正交狀態(tài)上；統(tǒng)計(jì)上，非偏振光沿著形成這個(gè)正交基礎(chǔ)的兩個(gè)狀態(tài)給出了相等的投影。
– 因此，我們可以以非相干的方式使用兩個(gè)正交狀態(tài)的平均值來(lái)表示非偏振光。
光柵仿真中的光源設(shè)置
? 光源偏振態(tài)的手動(dòng)控制
– 光在 VirtualLab Fusion 中始終以矢量形式表示，用戶可以完全控制光源設(shè)置中的偏振狀態(tài)。
– 遵循基本概念，可以根據(jù)非偏振光的需要，使用特定的輸入偏振態(tài)進(jìn)行光柵模擬。。例如，通過(guò)選擇 TE 和 TM 偏振作為兩個(gè)正交基態(tài)，我們可以對(duì)兩種配置獨(dú)立執(zhí)行光柵仿真，然后通過(guò)功能區(qū)菜單功能手動(dòng)平均結(jié)果（如下所述）。
光柵仿真中的偏振相關(guān)分析儀
? 光柵偏振分析儀
– 對(duì)于光柵衍射效率計(jì)算，VirtualLab Fusion 提供了偏振分析儀，用于研究偏振相關(guān)效應(yīng)。
– 與光柵階次分析器相比，偏振分析器對(duì)入射的偏振態(tài)有額外的控制。
– 偏振分析儀中的偏振設(shè)置獨(dú)立于光學(xué)設(shè)置中的光源設(shè)置。
展開 用于光柵仿真的非偏振光–實(shí)例討論
摘要
像光柵這樣的光學(xué)設(shè)備對(duì)光的偏振比較敏感。 因此，在仿真中適當(dāng)考慮光的偏振非常重要。 在實(shí)際中，光柵有時(shí)會(huì)以非偏振光作為輸入。 作為兩個(gè)正交偏振態(tài)的平均值，我們?yōu)槟故玖巳绾卧赩irtualLab Fusion中建模這種用于光柵仿真的非偏振光。 為此，我們提供了示例來(lái)說(shuō)明軟件中的相應(yīng)設(shè)置。
光柵仿真中的非偏振光
?光柵分析
?對(duì)于使用傅立葉模態(tài)方法（FMM / RCWA）的單光柵分析，使用平面波入射來(lái)計(jì)算
例如：作為被研究光柵固有特性的衍射效率。
?非偏振平面波
?考慮到沿z方向的平面波，可以將非偏振光視為同一時(shí)間可以處于任何偏振態(tài)。
?任意偏振態(tài)可以沿兩個(gè)正交基底投影，并且統(tǒng)計(jì)上，非偏振光沿兩個(gè)正交基底給出相等的投影。
?因此，我們可以使用兩個(gè)正交狀態(tài)的平均值，并以非相干方式表示非偏振光。
光柵仿真中的光源設(shè)置
?手動(dòng)控制光源偏振態(tài)
?在VirtualLab Fusion中，光始終以矢量形式表示，并且可以完全控制光源設(shè)置中的偏振態(tài)。
?按照基本概念，可以根據(jù)非偏振光的需要，以特定的輸入偏振態(tài)執(zhí)行光柵仿真。 例如，通過(guò)選擇TE和TM偏振作為兩個(gè)正交基，分別執(zhí)行光柵仿真，然后通過(guò)功能區(qū)菜單功能手動(dòng)平均結(jié)果。
光柵仿真中的偏振相關(guān)分析器
?光柵偏振分析器
?為計(jì)算光柵衍射效率，VirtualLab Fusion提供了偏振分析器，用于研究偏振相關(guān)效應(yīng)。
?偏振分析器，例如：光柵級(jí)次分析器對(duì)入射的偏振態(tài)具有額外控制。
?偏振分析器中的偏振設(shè)置獨(dú)立于光學(xué)裝置中的光源設(shè)置。
展開 [VirtualLab] 用于光柵仿真的非偏振光–實(shí)例討論
摘要
像光柵這樣的光學(xué)設(shè)備對(duì)光的偏振比較敏感。 因此，在仿真中適當(dāng)考慮光的偏振非常重要。 在實(shí)際中，光柵有時(shí)會(huì)以非偏振光作為輸入。 作為兩個(gè)正交偏振態(tài)的平均值，我們?yōu)槟故玖巳绾卧赩irtualLab Fusion中建模這種用于光柵仿真的非偏振光。 為此，我們提供了示例來(lái)說(shuō)明軟件中的相應(yīng)設(shè)置。
光柵仿真中的非偏振光
?光柵分析
?對(duì)于使用傅立葉模態(tài)方法（FMM / RCWA）的單光柵分析，使用平面波入射來(lái)計(jì)算
例如：作為被研究光柵固有特性的衍射效率。
?非偏振平面波
?考慮到沿z方向的平面波，可以將非偏振光視為同一時(shí)間可以處于任何偏振態(tài)。
?任意偏振態(tài)可以沿兩個(gè)正交基底投影，并且統(tǒng)計(jì)上，非偏振光沿兩個(gè)正交基底給出相等的投影。
?因此，我們可以使用兩個(gè)正交狀態(tài)的平均值，并以非相干方式表示非偏振光。
光柵仿真中的光源設(shè)置
?手動(dòng)控制光源偏振態(tài)
?在VirtualLab Fusion中，光始終以矢量形式表示，并且可以完全控制光源設(shè)置中的偏振態(tài)。
?按照基本概念，可以根據(jù)非偏振光的需要，以特定的輸入偏振態(tài)執(zhí)行光柵仿真。 例如，通過(guò)選擇TE和TM偏振作為兩個(gè)正交基，分別執(zhí)行光柵仿真，然后通過(guò)功能區(qū)菜單功能手動(dòng)平均結(jié)果。
光柵仿真中的偏振相關(guān)分析器
?光柵偏振分析器
?為計(jì)算光柵衍射效率，VirtualLab Fusion提供了偏振分析器，用于研究偏振相關(guān)效應(yīng)。
?偏振分析器，例如：光柵級(jí)次分析器對(duì)入射的偏振態(tài)具有額外控制。
?偏振分析器中的偏振設(shè)置獨(dú)立于光學(xué)裝置中的光源設(shè)置。
展開 [VirtualLab] 通過(guò)偏振光干涉生成空間變化的偏振
特別是在此示例中插入兩個(gè)偏振片以控制兩個(gè)干涉光束的偏振態(tài)。 通過(guò)旋轉(zhuǎn)其中一個(gè)偏振器，可以達(dá)到干涉圖案變化的可視化，最終產(chǎn)生空間變化的偏振。
建模任務(wù)
干涉圖案隨偏振器旋轉(zhuǎn)變化
干涉圖案
走進(jìn)VirtualLab Fusion
VirtualLab Fusion工作流程
?設(shè)置輸入高斯場(chǎng)
- 基本光源模型[教程視頻]
?設(shè)置元件的位置和方向
- LPD II：位置和方向[教程視頻]
?設(shè)置元件的非序列通道
- 非序列追跡的通道設(shè)置[使用案例]
VirtualLab Fusion技術(shù)
文件信息
更多閱覽
- Mach-Zehnder Interferometer
- Laser-Based Michelson Interferometer and Interference Fringe Exploration
展開 [NEWSLETTER] 通過(guò)偏振光干涉生成空間變化的偏振
特別是在此示例中插入兩個(gè)偏振片以控制兩個(gè)干涉光束的偏振態(tài)。 通過(guò)旋轉(zhuǎn)其中一個(gè)偏振器，可以達(dá)到干涉圖案變化的可視化，最終產(chǎn)生空間變化的偏振。
建模任務(wù)
干涉圖案隨偏振器旋轉(zhuǎn)變化
干涉圖案
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- Laser-Based Michelson Interferometer and Interference Fringe Exploration
展開 通過(guò)偏振光干涉生成空間變化的偏振
特別是在此示例中插入兩個(gè)偏振片以控制兩個(gè)干涉光束的偏振態(tài)。 通過(guò)旋轉(zhuǎn)其中一個(gè)偏振器，可以達(dá)到干涉圖案變化的可視化，最終產(chǎn)生空間變化的偏振。
建模任務(wù)
干涉圖案隨偏振器旋轉(zhuǎn)變化
干涉圖案
走進(jìn)VirtualLab Fusion
VirtualLab Fusion工作流程
?設(shè)置輸入高斯場(chǎng)
- 基本光源模型[教程視頻]
?設(shè)置元件的位置和方向
- LPD II：位置和方向[教程視頻]
?設(shè)置元件的非序列通道
- 非序列追跡的通道設(shè)置[使用案例]
VirtualLab Fusion技術(shù)
文件信息
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- Mach-Zehnder Interferometer
- Laser-Based Michelson Interferometer and Interference Fringe Exploration
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通過(guò)偏振光干涉生成空間變化的偏振
特別是在此示例中插入兩個(gè)偏振片以控制兩個(gè)干涉光束的偏振態(tài)。 通過(guò)旋轉(zhuǎn)其中一個(gè)偏振器，可以達(dá)到干涉圖案變化的可視化，最終產(chǎn)生空間變化的偏振。
建模任務(wù)
干涉圖案隨偏振器旋轉(zhuǎn)變化
干涉圖案
走進(jìn)VirtualLab Fusion
VirtualLab Fusion工作流程
?設(shè)置輸入高斯場(chǎng)
- 基本光源模型[教程視頻]
?設(shè)置元件的位置和方向
- LPD II：位置和方向[教程視頻]
?設(shè)置元件的非序列通道
- 非序列追跡的通道設(shè)置[使用案例]
VirtualLab Fusion技術(shù)
文件信息
通過(guò)偏振光干涉生成空間變化的偏振
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VirtualLab Unity應(yīng)用：立方體型偏振分光膜
摘要
偏振分光立方是一種常用的光學(xué)元件，由兩個(gè)等邊直角棱鏡組成，透射面之間鍍有偏振分光膜，用于按偏振狀態(tài)將入射光學(xué)分成兩束互相垂直的光。本案例中，設(shè)計(jì)了一種偏振使用的分光膜能夠在可見(jiàn)光波段、45°入射條件下p偏振光大部分透射，s偏振光大部分反射。
應(yīng)用場(chǎng)景
設(shè)計(jì)一款用于立方體型偏振分光器的薄膜結(jié)構(gòu)，在45°入射條件下，于可見(jiàn)光波段實(shí)現(xiàn)優(yōu)異的偏振分光性能：p偏振光的平均透過(guò)率大于99%，s偏振光的平均透過(guò)率小于1%。
設(shè)計(jì)結(jié)果
設(shè)計(jì)結(jié)果如圖所示，在可見(jiàn)光范圍內(nèi)、45°入射條件下的p光透射率大于99%，s光反射率小于1%，滿足設(shè)計(jì)指標(biāo)。
設(shè)計(jì)流程
上述膜系由公式工具構(gòu)建得到，右圖為其在400–700?nm范圍內(nèi)、45°入射條件下的光譜曲線。可以觀察到，s偏振光在波段兩端（約400?nm與700?nm附近）的透射率明顯升高，不符合設(shè)定的分光要求。
關(guān)于公式工具的更多信息: Tutorial: Formula Tool
采用 Nelder-Mead 算法對(duì)各層厚度進(jìn)行優(yōu)化，目標(biāo)是在400–700?nm波段、45°入射條件下，最大化p偏振光的透過(guò)率，同時(shí)最小化s偏振光的透射率。
關(guān)于優(yōu)化的更多信息: Tutorial: Optimization Workflow
優(yōu)化后結(jié)果已滿足設(shè)計(jì)要求。
展開 VirtualLab Unity應(yīng)用：消偏振分光膜
摘要
消偏振分光膜是一種在特定入射角下實(shí)現(xiàn)偏振無(wú)關(guān)分光的光學(xué)薄膜。相比普通分光膜對(duì)p光和s光存在明顯的透射或反射差異，消偏振分光膜對(duì)于不同偏振態(tài)的光具有接近一致的光譜性能，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)偏振狀態(tài)不敏感的分光效果。
本案例中，成功實(shí)現(xiàn)了一種在530 nm-570 nm波長(zhǎng)、45°入射條件下具有 50:50 分束比的消偏振分光膜。
應(yīng)用場(chǎng)景
設(shè)計(jì)一款消偏振分光膜，在45°入射條件下，于530–570?nm波段實(shí)現(xiàn)50:50的分光比。要求該波段內(nèi)的平均透射率偏差不超過(guò)±8%，且p光與s光的平均透射率之差的絕對(duì)值小于6%。
設(shè)計(jì)結(jié)果
設(shè)計(jì)結(jié)果如圖所示，在45°入射條件下，530–570?nm波段實(shí)現(xiàn)了平均透射率偏差不超過(guò)±8%，且p光與s光的平均透射率之差的絕對(duì)值小于6%。
設(shè)計(jì)流程
該分光膜的初始結(jié)構(gòu)用了一系列LMHM的形式，其中M是中間折射率介質(zhì)層。
使用公式工具構(gòu)建了上述膜系作為基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，右圖展示了其在525 nm-575 nm范圍內(nèi)45°入射時(shí)的光譜。可以看出此時(shí)不達(dá)標(biāo)。
關(guān)于公式工具的更多信息: Tutorial: Formula Tool
采用 Nelder-Mead 算法對(duì)各層厚度進(jìn)行優(yōu)化，目標(biāo)是在 530–570 nm 波長(zhǎng)范圍內(nèi)、45° 入射時(shí)將p光和s光的透射率等于50%。
關(guān)于優(yōu)化的更多信息: Tutorial: Optimization Workflow
通過(guò)優(yōu)化，最終獲得了滿足設(shè)計(jì)要求的膜層結(jié)構(gòu)。
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