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1. 摘要 [ rNXQ`/ Bb&^{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。 &2-L.Xb a</D_66 wn>edn !@u>A_ 2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 _<$>*i
R E6Rz@"^XV 单光栅分析 E^_wI> −通过主窗口“光栅”菜单,可以进入仅针对光栅的特殊评估环境。 IdIrI −它有助于分析和可视化光栅的衍射特性,例如衍射角度和效率。 p
<eC<dtu 41#w|L
\ ,1q_pep~?% 系统内的光栅建模 V~GWl1#7 I"AYWo? −在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。 gu)=wu0 −这样可以对系统内的光栅进行建模,从而在考虑光栅可能产生的影响的情况下评估系统性能。 ^^i6|l1 O 2{)WWOT yix'rA -T B)$c|dUV 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。 UE _fpq nfb]VN~( 3. 系统中的光栅对准 E'1+ Yq ~mV"i7VX Bhqft;Nuh 安装光栅堆栈 0Q"u#V Sp −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)。 2c<&eX8" −参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 eLwTaW !C 堆栈方向 bf_I9Z3m −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 i$^)UZJ&0 Z'pQ^MO sDqe(x}a , xx6$uZ ]!:oYAm 安装光栅堆栈 Zn:R
PMk* - 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)。 ;;5Uwd'- - 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 A]`El8_t" 堆栈方向 ezhDcI_T - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 A6<C-1
N}j - 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。 {vaaFs R8*Q$rH< u{&B^s)k. ^x*nq3^h\ d
{lP 横向位置 -@^Zq} −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。 mtic> −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。 t{! −光栅的横向位置可通过一下选项调节 jD){I 在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或 DG(7|`(aY 通过组件定位选项。 #Z=tJ kI*(V[i J2GcBzRH 4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 <Y 4:'L6 OwzJO dNY"]b 单光栅分析 'f8(#n=6qP - 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 2.}R 系统内的光栅建模 F9c`({6k - 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。 7>o.0 - 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。 78n}rT%k1 - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 u#W5`sl -9P2`XQ^ 6XEZ4QP} CozKyt/r7 5. 光栅级次通道选择 m(D]qYwh ,zcQS-e2 iWX c 方向 x9>\(-uU - 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。 Gtv,Izt 衍射级次选择 pvWau1ArNq - 对于方向组合,可能会有多个衍射级。 &0N<ofYX - 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。 Pvo#pY^dXX 备注 ?9j{V7h - 在FMM计算中,光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 h4&;?T S s}M= oe
R)Q4 L/}iy} 6. 光栅的角度响应 +%J\y^09kr XR# ;{p+b x
FJg 衍射特性的相关性 LDT(]HJ - 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。 (Ha@s^?.C - 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。 H(+<)qH - 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) T~4mQuYi - 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 `&7RMa4= W-2i+g) 4\X||5.c :bM+&EP 示例#1:光栅物体的成像 U0B2WmT~Q eOO+>%Z
1. 摘要 TT!ET<ciN 2F_
R/{D SDJH;c0 ~9pM%N
V → 查看完整应用使用案例 ;#?M)o:q my^ak*N 2. 光栅配置与对准 ( `' 8Ww V%L/8Q~ 0O@_cW 5vp|?-\h> `{<frB@ R zR?&J -<f/\U 3. 光栅级次通道的选择 ^i%A7pg |g)FA_#|< R|,7d:k uZjI?Z.A 示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试 HQVh+ ( Y)HbxFF`/ 1. 光栅配置和对准 x/TGp?\g v#w _eqg E:A!wS`" cf8-]G?tK → 查看完整应用使用案例 s3t!<9[m Ueyw;Y 2. 基底处理 =V $j6 <+E%E4 *K!++k!Ixa ~uaP$*B[ 3. 谐振波导光栅的角响应 cy3ww}) CmC0k-%w Hhv$4;&X U{1z;lJ 4. 谐振波导光栅的角响应 Df=q-iq<{/ QXQ D[Iqn Vu]h4S : 示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 }C6@c1myq- 8OAg~mQ15( 1. 用于超短脉冲的光栅 ia{kab|_5 :$H!@n*/R !Tfij(91 " ~$$ → 查看完整应用使用案例 QlzQ]:dWC M []OHw 2. 设计和建模流程 HhSjR%6HY; {yq8<? [&VxaJ("3 ?SX_gYe9 3. 在不同的系统中光栅的交换 'DAltr<
f!g<3X{= 31XU7A *8\(FVyG^ 文件信息 {'~sS 7:o+iP4 6 M\UWWb&%\ QQ:2284816954 备注:光学 'Z[d7P
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