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1. 摘要 N[}XLhbt WPE@yI(
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。 r)mm8MI!Z %;9eh'
@T1>%oi ?.A6HrAPB 2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 IBVP4&}x$ 0nAeeVz| 单光栅分析 tS2lex% −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。 lb1(1|# −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。 4(JxZ49 s=huOjKL]
yh5KN_W 系统内的光栅建模 UhCd, "`:#sF9S −在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。 LM _4.J −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。 4PUM.% !9o8v0ZI $zCUQthL@ q0y?$XS 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。 p,D/ Pb8 Ro:-u7q 3. 系统中的光栅对准 wCvD4C.WH raJyo>xXb5 @V :b Co 安装光栅堆栈 fWm;cDM
H −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)。 ,iPkx( −参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 9Zrn(D 堆栈方向 .yWdlq## −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 !s)2H/KM 8 m Xw1%w[*
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'Ds! v!`M=0k ^U_jeAuk8[ 安装光栅堆栈 w-nkf
M~ - 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}~a8o - 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 %n}]$
d 堆栈方向 G>_ZUHdI - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 OC\C^Yh*U - 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。 :,VyOmf kD;BwU[
\O/=g6w|t} E0oJ|My qbAoab53 横向位置 Tf0#+6 1> −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。 Y2$%%@ −例如,激光束(紧密地)聚焦在线性光栅的带状结构或者气隙上,效果可能会大不相同。 *smo{!0Gg −光栅的横向位置可通过一下选项调节 d7G'+B 1 在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或 \|&5eeE@ 通过组件定位选项。 Q'=!1^& E{Q^ZSV3B
v^E5'M[A 4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 ,vhR99g{ ?)PcYrV nEn2!)$ 单光栅分析 Lq&xlW
j - 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 Kc{wv/6}T 系统内的光栅建模 o4Ba l^=[ - 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。 V?rI,'F>N - 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。 H5aUZ= - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 D>1Dao 7xd}J(l
>ab=LDoM #e0+;kBh 5. 光栅级次通道选择 0+H"$2/ @O(\TIg ~gAx 方向 a[JgR /E@x - 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。 j"dbl?og 衍射级次选择 z DK+8 - 对于方向组合,可能会有多个衍射级。 fAm2ls7c - 并非总是需要考虑所有衍射级,建议仅使用感兴趣的衍射级。 [gE2lfaEy 备注 Ar$LA"vu4 - 在FMM计算中,光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 lwB!ti " h#=ctCx"
#nd,c n KG?]MVXA 6. 光栅的角度响应 NdZ:
7 &vn9l#\( = G_6D 衍射特性的相关性 AuCVpDH - 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。 ls5S9R 5 - 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。 %SE g(< |