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1. 摘要 2Z5_@Y #m17cDL 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。 1[J|AkN qV;I<AM
I{h KN V M4D @G 2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 '4_c;](W ~KRS0^ 单光栅分析 TW|- 0
−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。 li,rPUCt −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。 :%Oz:YxC/ J.'%=q(Sb ?T .=ym 系统内的光栅建模 o2'Wu:Y" ^`B;SSV −在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。 ``eam8Az_U −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。 ;>L8&m)R5 ;rF[y7\ ]-9w'K d v K[%cA" 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。 \7%#4@;? T9XUNR{& 3. 系统中的光栅对准 }Z{FPW.QK 8\^A;5 !/!ga)Y 安装光栅堆栈 -7]j[{?w −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)。 T2/:C7zL −参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 #UhH 堆栈方向 $dXx@6fP −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 iPCCTs l?
U!rFRq`
".%d{z}vz :o .+<_& awwSgy 安装光栅堆栈 k_!e5c - 为了描述系统内的光栅,光栅堆栈始终固定在参考表面上(仅平面)。 J{.UUw9Agd - 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 /s~S\dG 堆栈方向 GGhk~H4OP - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 NPS*0 y/ - 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。 EwX{i}j_V yW(|auq
n=bdV(?4 r uGeN R"9wVM;*c 横向位置 I8j:{*h −对系统中的一般场与光栅的相互作用进行建模时,必须考虑光栅的横向位置。 :)D7_[i −例如,激光束(紧密地)聚焦在线性光栅的带状结构或者气隙上,效果可能会大不相同。 e).;;0 −光栅的横向位置可通过一下选项调节 Y*PfU+y~ 在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或 #XA`n@2Uoo 通过组件定位选项。 * 70ZAo4 CUYA:R<)
nvT@'y+ 4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 .1jiANY ON){d!]uJ P3: t
4^ 单光栅分析 y:}qoT_. - 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 XWnP(C9? 系统内的光栅建模 (Jw_2pHxr" - 但是,任何现实的光栅结构都放置在基底上,使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。 p/?o^_s - 平面建模考虑了菲涅耳损耗,但不与光栅叠层的FMM计算耦合。 DegbjqZ# - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 j&oRj6;Ha+ No} U[u.O
`H6~<9r U]~@_j 5. 光栅级次通道选择 ,`Y$}"M4 %&yPl{ ro\oL 方向 U:C:ugm - 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。 twq~.:<o 衍射级次选择 NFZ(*v1U - 对于方向组合,可能会有多个衍射级。 [i/!ovcY - 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。 DJL.P6 -W 备注 KDq="=q - 在FMM计算中,光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 ^]nLE]M
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32<D9_ fk5'v 6. 光栅的角度响应 Td|u@l4B P,{Q k~iu )6C+0b* 衍射特性的相关性 $M 8&&M - 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。 o5tCbsHj- - 对于不同的波长/偏振,衍射效率也不同,并且对于不同的入射角,衍射效率也不相同。 {:K_=IRZ - 为了解决与角度有关的衍射行为,可能需要指定k域中的采样点(等效于角度空间) GDL/5m# - 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 2URGd#{VQ Giv,%3'
eZa*WI= vTO9XHc E 示例#1:光栅物体的成像 q2vD)r OL>>/T 1. 摘要 @@Ybg6.+* ORs:S$Nt$
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vE #dWz,e3 → 查看完整应用使用案例 tF`L]1r> <|}Z6Ti 2. 光栅配置与对准 e$Ds2%SaT B>^6tdz 'K ?h6?# j2MA['{
\5r^D|Rp} 5-|!mSd bE
!SW2:M 3. 光栅级次通道的选择 Fvl\. z4:!*:.Asu
j%Au0k X3:z=X&Zd 示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试 1_]X 9&eY<'MgP 1. 光栅配置和对准 [<RhaZz L1SKOM$
N>H@vt~ STW?0B'Jr → 查看完整应用使用案例 8!{*!|Xd rFg$7 2. 基底处理 x.+T65X~4 .`OU\LA
(u@:PiU/eP _`udd)Y2 3. 谐振波导光栅的角响应 +#FqC/`l 6dIPgie3w
U#[&( ^5sA*%T4 4. 谐振波导光栅的角响应 0Qt!w( pWV_KS
MYS`@%ZV#k 90Ki.K 0 示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 e'3V4iU] YhN<vZ}U!~ 1. 用于超短脉冲的光栅 /mex{+p>tO _Vr- bpAf
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I 2. 设计和建模流程 l)%PvLbL tAAMSb9[d
!?P8[K 'C'mgEl%L 3. 在不同的系统中光栅的交换 NU=ru/ xb,d,(^ ]R
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