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1. 摘要 (TT=i fa/S!%}fO 光栅是当前光学中最常用的衍射光学元件。如今已常用于复杂光学系统,与其他组件协同作用。因此,迫切需要对系统内部的光栅进行分析,从而评估系统的性能。我们将通过实例说明如何在VirtualLab Fusion对系统中的光栅建模。并将对光栅的对准、光栅级次通道设置以及光栅角度响应等问题进行讨论。 !vwio! '3>;8(sl
huC{SzXM aoN\n]g 2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 [9">}l ]@$^Ju, 单光栅分析 Q VTL}AT2: −通过主窗口“光栅”菜单,可以进入仅针对光栅的特殊评估环境。 yzS^8, −它有助于分析和可视化光栅的衍射特性,例如衍射角度和效率。 ETHcZ N!K%aH~O Pm/<^z% 系统内的光栅建模 r{R-X3s v+nXKNL −在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。 k+h}HCzE −这样可以对系统内的光栅进行建模,从而在考虑光栅可能产生的影响的情况下评估系统性能。 :'p)xw4K| M/<ypJ JH.XZM& SxRJ{m~ 两种建模方法通常可以一起使用,如先优化光栅结构本身,然后将其插入系统。 uFWA] ":is Clum
m@z;# 3. 系统中的光栅对准 C7%R2>}?f (e7!p=D o,rF 15 安装光栅堆栈 FSEf0@O: −为了描述系统内的光栅,光栅堆栈始终固定在参考表面上(仅平面)。 *wTX −参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 l?m"o-Gp3 堆栈方向 W22S/s −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 /!H24[tnk1 );0
Nh!`"B2B f+ r>ur}\) CPJ<A,V 安装光栅堆栈 UXct+l - 为了描述系统内的光栅,光栅堆栈始终固定在参考表面上(仅平面)。 UdO8KD#r3 - 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 d7V/#34 堆栈方向 KtQs uL% - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 ^OY$
W - 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。 ~}_^$l8#-Q P'<i3#;7X
lju5+0BSb puOtF YZ\ zVE" 6 横向位置 wC{sP"D −对系统中的一般场与光栅的相互作用进行建模时,必须考虑光栅的横向位置。 Dge#e −例如,激光束(紧密地)聚焦在线性光栅的带状结构或者气隙上,效果可能会大不相同。 oywiX@]~7 −光栅的横向位置可通过一下选项调节 Oa/^A-'Q 在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或 XVs]Y'*x 通过组件定位选项。 Al
yJ!f"Y pf8'xdExH)
L~&S<5? 4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 vU>^ tiZH;t';< )la3GT*1mS 单光栅分析 \'y]m B~k - 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 !RKuEg4hQ 系统内的光栅建模 }U7IMONU - 但是,任何现实的光栅结构都放置在基底上,使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。 N]W*ei - 平面建模考虑了菲涅耳损耗,但不与光栅叠层的FMM计算耦合。 F8w7N$/V", - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 2O kID
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)?72 +X ci;2XLAM 5. 光栅级次通道选择 NO*,}aeG qJ;~ANwt 6m&GN4Ca 方向 Vg$d|m${ - 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。 E3wpC#[Q1 衍射级次选择 >v,X:B?+FL - 对于方向组合,可能会有多个衍射级。 m'2F#{ - 并非总是需要考虑所有衍射级,建议仅使用感兴趣的衍射级。 8O^x~[sQ 备注 |Y"XxM9 - 在FMM计算中,光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 U.TZd" |lLe^FM
!>Nlp,r&~ .w4|$.H 6. 光栅的角度响应 @ 51!3jeu Ny"9!3V Sj ovL@X 衍射特性的相关性 rai'x/Ut}+ - 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。 /o4_rzR? - 对于不同的波长/偏振,衍射效率也不同,并且对于不同的入射角,衍射效率也不相同。 n~0wq(8M - 为了解决与角度有关的衍射行为,可能需要指定k域中的采样点(等效于角度空间) `*U@d%a - 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 ]{tWfv|Xg8 bm;iX*~
O+-+=W <);j5)/ 示例#1:光栅物体的成像 M.H!dZ wQ(DX! 1. 摘要 )nHMXZ>Td 7b1
yF,N
jO"/5x26 N)(m^M(~0 → 查看完整应用使用案例 f?Ex$gnI g;Fdm5Q 2. 光栅配置与对准 `pbCPa{Y U,b80%k: m&A bH&; (B\Kb4m
xDe^>(," bN?*p($/ 7NEOaX(J9 3. 光栅级次通道的选择 Q8HNST($? )-+tN>Bb
B)/&xQu -~.+3rcZ] 示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试 =)y$&Y |