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1. 摘要 l0sBXs`3b 3v:c".O2O 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。 z"*$ . 0D=7Mef OZc.Rtgc }2;{}J 2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 n@e[5f9?x E~| XY9U36 单光栅分析 28jm*Cl8 −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。 Fu/{*4 −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。 M%#H>X\/ -y1t;yU.L rf:CB&u 系统内的光栅建模 ^;xO-;q OD~TWT_ −在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。 /U1 jCLR' −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。 &qP@WFl *K}j>A 6lKM5,Oa j1hx{P' 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。 Z"u|-RoBV yS2[V,vS7 3. 系统中的光栅对准 w*3DIVlxL 1qgzb Dn9AOi! 安装光栅堆栈 h4 X > −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)。 R8K?!Z −参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 &8^1:CcE 堆栈方向 rdY/QvP0= −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 %w0Vf$ 4\?GA`@ Jc74A=sT N`Q[OFe e52y}'L 安装光栅堆栈 (wtw1E5X - 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)。 i(l'f# - 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 ^^m3
11= 堆栈方向 mEM/}]2 - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 M^$liS.D - 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。 f|&ga'5g& -Jj"JN. ,aLdW,<6 5csqu^/y 6IQkP9P( 横向位置 VSJ08Ngi
−对系统中的一般场与光栅的相互作用进行建模时,必须考虑光栅的横向位置。 xr<.r4 −例如,激光束(紧密地)聚焦在线性光栅的带状结构或者气隙上,效果可能会大不相同。 1sHaG −光栅的横向位置可通过一下选项调节 ,cqZb0VP{t 在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或 ]rs7%$ZW 通过组件定位选项。 ~1`ZPLVG
, 7kS#`P D]h~\ 4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 ONkHHyT Wxxnc#;lv 8UANB]@Y} 单光栅分析 5jYZ+OB - 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 <X{hW^??) 系统内的光栅建模 p7YfOUo
k - 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。 mAFVjSa2 - 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。 h"-}BjL - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 KC`~\sYRN] <f'2dT@6 NP {O '[6o(~* 5. 光栅级次通道选择 h{sY5d'D q[}[w! to ;~ >E^0M 方向 o=,q4;R' - 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。 \AT]$`8@_ 衍射级次选择 -'sn0_q/e - 对于方向组合,可能会有多个衍射级。 hSvA
dT]m - 并非总是需要考虑所有衍射级,建议仅使用感兴趣的衍射级。 J7C2:zj 备注 6.!3g(w - 在FMM计算中,光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 xTJ-v/t3< Nd"Rt WG_20JdJY xGzp}
6. 光栅的角度响应 A/xWe _v+mjDdQ PUdJ>U 衍射特性的相关性 zMXlLRC0 - 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。 A-"}aCmik - 对于不同的波长/偏振,衍射效率也不同,并且对于不同的入射角,衍射效率也不相同。 M99gDN - 为了解决与角度有关的衍射行为,可能需要指定k域中的采样点(等效于角度空间) #e!4njdM - 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 {c3u!}mW E[FRx1^R9 SQZUkKfb wlh V!a0> 示例#1:光栅物体的成像 \I"UW1)B [;Q8xvVZ' 1. 摘要 P`^{dH$P n>w/T" bs%lMa.o =!G3YZ → 查看完整应用使用案例 M=!RJ%6f ~)zoIM \ 2. 光栅配置与对准 ?Q`Sx \qrSJ=}t )m-l&UK J#0oL_xY# K$H>/*&'~ Rv)!p~V8 ;?y*@*2u 3. 光栅级次通道的选择 da[u@eNrnX Z(S=2r. PC_#kz GnE%C2L- 示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试 ERW>G{+ z|Hc=AU8y 1. 光栅配置和对准 0`KB|=> cm8-L[>E CWVCYm@!kz ]y'/7U+ → 查看完整应用使用案例 <bwsK,C iI[Z|"a 21 2. 基底处理 H:X=v+W wo>srZs IeqJ>t: ]U]22I'+$2 3. 谐振波导光栅的角响应 3gW4\2|T ({ 7tp!@ i>9/vwe y@;4F n/ 4. 谐振波导光栅的角响应 #rZk&q B/i` JD^&d~n_ JTw'ecFev 示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 62B` Z5j# a2dlz@)J 1. 用于超短脉冲的光栅 T,72I X51 7PT8O wX6VapFboI 3z[yKua\ → 查看完整应用使用案例 )$/Gh&1G v hUn3|
2. 设计和建模流程 Ns-cT'1- C7(kV{h$d uf*sI GNXQD}L?b? 3. 在不同的系统中光栅的交换 Gd)@PWK "h/{YjUS zh$[UdY6 R>"E Xq 文件信息 WV5gH*uUa L&qzX) {m9OgR5U QQ:2284816954 备注:光学 VVdgNT|}W
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