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    [分享]光学系统中的光栅建模——实例讨论 [复制链接]

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    在线infotek
    科学家
     
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2021-05-20
    1. 摘要 p6B .s_G4  
    +p8qsT#7  
    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。 3$MYS^D  
    M" xZz  
     &e/@yu)x,  
    Bm65 W  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 )PsN_ 42~  
    s$js5 ou  
     单光栅分析 ( [K2:n\  
    −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。 oqm  
    −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。 L7i}Ga!8  
    W?SP .-I  
    deR$  
     系统内的光栅建模 o+]Y=r2  
    Gr`MGQ,  
    −在常规光学设置中，可以将光栅组件插入系统的任何位置。 ^#<: <X6  
    −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。 bE VO<x+  
     j;1~=j])  
    N*_/@qM> a  
    +a7EsR  
    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。 B"pFJ"XR  
     ,\\%EZ%a  
    3. 系统中的光栅对准 Bf D,z  
    /}h71V!  
    v_?s1+w  
     安装光栅堆栈 Fw(b1d>E  
    −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）。 $[HcHnf  
    −参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 Yio>ft&g]  
     堆栈方向 #i`A4D  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 [u`17hyX  
    Ov0O#`  
    ~zXG<}n  
    n"^/UQ|#j  
    $V`KrA~]  
     安装光栅堆栈 w^:V."}-$  
    - 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）。 rW=k%# p  
    - 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 k"Z"$V2i  
     堆栈方向 %a)0?U  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 r`&2-]  
    - 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。  kg/+vJ  
    (>!]A6^L~  
     Wx']tFn"  
    fg>B  
    (<d&BV-"  
     横向位置 =Do3#Xe2V  
    −对系统中的一般场与光栅的相互作用进行建模时，必须考虑光栅的横向位置。 }skRlC  
    −例如，激光束（紧密地）聚焦在线性光栅的带状结构或者气隙上，效果可能会大不相同。 %2rHvF=  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 L|C1C cP  
     在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 #Lhj0M;a  
     通过组件定位选项。 . BYKdxa  
     c{f:5 p  
    T!^?d5uW#  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理     %v`-uAy:  
    S|RpA'n  
    gW 6G+  
     单光栅分析 uI[-P}bSc&  
    - 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 >m2<Nl}  
     系统内的光栅建模 k *G!.  
    - 但是，任何现实的光栅结构都放置在基底上，使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。 /P?|4D}<  
    - 平面建模考虑了菲涅耳损耗，但不与光栅叠层的FMM计算耦合。  &*>C PO  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 ~7,2N.vO2  
    `PQ?8z|  
     (^s&M  
    JA SR  
    5. 光栅级次通道选择 [G'!`^V,  
    'o)ve(  
    &z xBi"  
     方向 m! '1$G  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 I\Gp9w0f  
     衍射级次选择 c5wkzY h  
    - 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 90y9~.v  
    - 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。 =jV%O$Fx  
     备注 |;U}'|6  
    - 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 MW",r;l<aM  
    5E\<r /FeJ  
     R+kZLOE  
    |=^#d\?]j  
    6. 光栅的角度响应 qUoMg%Z%l  
    N?2 #YTjR  
    JXSqtk=  
     衍射特性的相关性 MWn L#!  
    - 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 f9 l<$l  
    - 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。 "`W1yk5x  
    - 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） O{i_?V_  
    - 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 fa+W9  
    S$lmEJ_  
     g+KzlS[6  
    yf#%)-7(  
    示例＃1：光栅物体的成像 0r$hPmvv8  
     @7HOL-i  
    1. 摘要 C tC`:!Q  
    G2yUuyAZ  
     {Hp}F!X$  
    B0oY]r6  
    → 查看完整应用使用案例     n?P 5pJ  
    ]|$$:e^U9  
    2. 光栅配置与对准 "$E!_  
       ev: !,}]w  
    @DQ"vFj6<  
    /c$Ht  
     q@M jeGs%  
    (15Yw9Mv  
     L(1,W<kYg  
    3. 光栅级次通道的选择 U:P3Z3Y%  
    i[t=@^|  
     (E1>}  
       l-^XW?CfL  
    示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 5KH'|z  
     0)`lx9&h  
    1. 光栅配置和对准 zloaU  
    2gD{Fgf@N  
     n8OdRv  
    b gc<)=  
    → 查看完整应用使用案例 ;&^"q{m  
     _6-/S!7Y\  
    2. 基底处理 mQA<t)1  
    ^n45N&916  
     r4NT`&`g?  
    3JE;:2O~P  
    3. 谐振波导光栅的角响应 ='bmjXu  
    *ckrn>E{h  
     bq6{ty"  
    \IZ4( Z  
    4. 谐振波导光栅的角响应 ah Xq{>  
    ot+~|Dl  
     {5tEsv  
       "0 PN  
    示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 13&>w{S}  
     ;?lM|kK  
    1. 用于超短脉冲的光栅 sV'.Bomq  
    JdYF&~  
    3F'dT[;  
    @[b:([  
    →     查看完整应用使用案例     MqBATW.pmJ  
    OYtus7q<  
    2. 设计和建模流程 y yR8VO{  
    @1ta`7#  
     \HQb#f,  
    "A1yqK  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 YTPmS\ H _  
    3N%Ev o  
     .@3u3i64'  
    FHcqu_;J  
    文件信息 ,M h/3DPgE  
    u[|S*(P  
     *4^]?Y\*  
    QQ：2284816954 备注：光学 2[YD&  
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    cmmjava 光币 +5 - 2022-09-05
     
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    离线cmmjava
    实习生
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    只看该作者 1楼 发表于: 2022-09-05
    感谢分享。~~~学习，思考，实际练习操作，提高！
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    离线落叶
    助理工程师
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    只看该作者 2楼 发表于: 2023-01-30
    为什么看不了图片呢 [=1?CD  
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    离线谭健
    科学家
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    只看该作者 3楼 发表于: 2023-01-30
    学习中呢? 76r s)J[*w  
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    离线二牛26
    实习生
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    只看该作者 4楼 发表于: 2023-05-15
    qq加不了，需要知道你的名字
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