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VirtualLab
Grating Toolbox |
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Rigorous
and Approximate Analysis of Gratings |
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VirtualLab
Grating Toolbox 為德國 LightTrans
GmbH 所開發，它提供您多種不同的方法與工具用以分析光柵
(gratings) 與光子晶體 (photonic crystals)，不同類型的光柵可透過多樣的技術來分析，例如：嚴謹的傅立葉模態法
(Rigorous Fourier
modal method - FMM) 與其它的近似法。VirtualLab
Grating Toolbox 亦可分析近場、遠場與繞射效應。色彩變化的
(polychromatic) 入射場可用以分析光柵色散 (dispersion)，並包含極化偏光
(Polarization) 的模擬。
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光柵類型與分析法 |
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正弦曲線 (sinusoidal)、三角、鋸齒狀
(saw-tooth) 與方形等光柵類型。 |
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自訂的表面光柵類型 (Customized
surface gratings)。 |
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全像體光柵與光子晶體
(Holographic
volume gratings and photonic crystals)。 |
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自訂的折射率調變光柵
(Customized
index-modulated gratings)。 |
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光柵分析法 (Grating
analysis methods)： |
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嚴謹的傅立葉模態法
(Rigorous Fourier
modal method - FMM) 。 |
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分階傳播法
(Split-step
propagation)。 |
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幾何光學
(Geometrical
optics)。 |
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薄光柵近似
(Thin
grating approximation)。 |
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有效媒介理論 (Effective
medium theory)。 |
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Kogelnik
theory。 |
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軟體架構 |
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工具
(Tools)： |
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光柵程序編輯器
(Session
Editors)：提供便捷的精靈
(Wizard) 視窗，協助用戶定義模擬的程序。 |
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參數運算編輯器
(Parameter Run Editor)：可顯著地簡化因參數變化所需做的系統分析工作，並評估
收斂
(convergence) 的狀況。 |
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Example
definition of an interference pattern
and the resulting holographic volume grating
structure.
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Part
of the near field of one period. The grating
is illuminated with a perpendicular incident
and 45° polarization. The locally-changed
polarization due to cross-talk effects is clearly
visible. |
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光源模型
(source models)： |
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對大部分的光柵模擬而言，其入射場為理想的平面波，但您亦可選擇波長、極化與非極化的光源。除近場分析外 Grating
Toolbox 更具備兩大功能：
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一般入射波
(例如：Gaussian beam) 的光柵分析。 |
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任意功率頻譜定義光源的光柵色散模擬。 |
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光學組件
(components)： |
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VirtualLab
Grating Toolbox 包含表面光柵與折射率調變光柵，基本的表面光柵又可分為正弦曲線 (sinusoidal)、三角、鋸齒狀
(saw-tooth) 與方形等光柵類型，您也可以透過取樣資料自訂任何類型
的表面光柵，同樣地，也可以自訂折射率調變光柵。也具有平面波多重干涉
(multiple interference)
的全像體光柵， 每個光柵組件皆提供合適的傳播技術。
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光視窗
(Light View)： |
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可在光視窗看近場，亦可點選資料視窗
(Data View) 模式顯示振幅 (amplitude)、相位
(phase) 與極化偏光 (polarization)，遠場則用極座標圖
(polar coordinate) 來表示。
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光柵效率分析器
(Grating Efficiency Analyzer)： |
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光柵效率分析器可評估任一階的光柵效率，並可用極座標圖
(polar coordinate) 表示效率值。
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結合其他
Toolboxes 的應用： |
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若結合
Starter Toolbox，Grating Toolbox 產生的近場結果可轉為一般光學系統的輸入場，亦可將光柵組件加入光學系統中。
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功能特性 |
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與所有
VirtualLab toolboxes 完全相容。 |
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可針對不同光柵類型計算與顯示繞射角度與效率。 |
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模擬-
正弦曲線 (sinusoidal)、三角、鋸齒
(saw-tooth)、方形、自訂的表面或折射率調變光柵
(index-modulated gratings)。 |
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分析全像製作
(holographically produced) 的體光柵 (volume
gratings)，包含 dose-to-refractive-index 模型。 |
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以傅立葉模態法
(Fourier modal method - FMM) 做嚴謹模擬。 |
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以薄光柵理論
(thin grating theory) 與分階傳播法 (split-step
propagation) 做近似模擬。 |
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以有效媒介理論
(effective
medium theory)，針對零階光柵
(zero-order gratings) 做近似模擬。 |
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以 Kogelnik's
theory，針對體光柵
(volume gratings) 做近似模擬。 |
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模擬類光柵
(close-to-grating) 的近場 (near
fields) 與任意的傳播距離。 |
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模擬平面
(plane) 與任意的入射場 (incident fields)。 |
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透過定義任意的功率頻譜來建立色彩變化的
(polychromatic) 入射場。 |
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