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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。 @{n"/6t .FYxVF.
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LPs.e m~c6b{F3Z- 2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 v'=$K[_ vLCyT=OB` 单光栅分析 icS%])3LF −通过主窗口“光栅”菜单,可以进入仅针对光栅的特殊评估环境。 !p
#m?|Km −它有助于分析和可视化光栅的衍射特性,例如衍射角度和效率。 \USl9*E 2 8> {8]Yqx)1]] 系统内的光栅建模 q#D-}R_RN ZP-^10
−在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。 u]0{#wu;g −这样可以对系统内的光栅进行建模,从而在考虑光栅可能产生的影响的情况下评估系统性能。 bbNN$-S| =^ZDP1h/} c6-~PKJL aNUU' [ 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。 V) xwl vX ZQ1,6<^9i[ 3. 系统中的光栅对准 f^Io:V\ qL2!\zt>g +-2W{lX 安装光栅堆栈 'Hf+Y/` −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)。 h8XoF1wuw −参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 -8zdkm8k 堆栈方向 p ;]Qxh −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 }vK8P r% zy'e|92aO
a=_:`S]} 6K7DZ96L _|jEuif 安装光栅堆栈 7H])2:) - 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&=1D6 - 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 dp}s]`x+ 堆栈方向 DMdVE P"m - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 k^@dDLr" - 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。 mE"(d*fe' #=uV, dw
/$NR@56
\ D]=V6l= 1`Z:/]hl 横向位置 do[w&`jw8 −对系统中的一般场与光栅的相互作用进行建模时,必须考虑光栅的横向位置。 7TW&=( −例如,激光束(紧密地)聚焦在线性光栅的带状结构或者气隙上,效果可能会大不相同。 W\EvMV" −光栅的横向位置可通过一下选项调节 vJj}$AlI 在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或 {[pzqzL6 通过组件定位选项。 2`^M OGYk [Smqe>U1
:@4+ } 4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 y$8S+N?> Egt !N 719lfI&s 单光栅分析 i~"lcgoO - 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 * ,Le--t 系统内的光栅建模 k
1lK`p - 但是,任何现实的光栅结构都放置在基底上,使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。 qm/#kPlM - 平面建模考虑了菲涅耳损耗,但不与光栅叠层的FMM计算耦合。 dvcLZK - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 M 4E|^p=5 RF }R~m9]
ujW C!*W(Q bfq%.<W 5. 光栅级次通道选择 Z&|Dp*Z BU<Qp$& :#OaE, 方向 tISb' ^T - 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。 4(? Z1S 衍射级次选择 /H*[~b - 对于方向组合,可能会有多个衍射级。 1*?XI - 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。 {)I&&fSz 备注 fQxlYD'peb - 在FMM计算中,光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 X`C ozyYuD ,&iEn}xG7i
mKJO?7tj q*!Vyk 6. 光栅的角度响应 0.wNa~_G| CG
,H rRXF@ 衍射特性的相关性 vt#&YXu{A - 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。 JMfv|>= - 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。
_ 'K6S - 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) FwV5{-( - 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 <uImZC J ql$
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bo#?,80L}` Lh-+i 示例#1:光栅物体的成像 Wb5n> * p#N2K{E 1. 摘要 ll
^I;o0 8CUl |I ~
]u\-_PP ;ykX]5jGh → 查看完整应用使用案例 h^f?rWD:nz })?KpYk 2. 光栅配置与对准 G%dzJpC(
{>d\ C;YtMY: 6 u,w
?]\v%[ho Yq:+.UU fM3ZoH/ 3. 光栅级次通道的选择
8#|PJc L4<=,}KS
brdY97s4 ^qtJcMK+hq 示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试 lT8^BT {A\y4D@ 1. 光栅配置和对准 7-}/{o*,5 ,Qt2 ?
KkSv23In SQ`KR'E → 查看完整应用使用案例 ([NS% #U6~U6@ 2. 基底处理 lrmz'M' .G>6_n3
]eI|_O^u lmx'w 3. 谐振波导光栅的角响应 m$bNQ7 Gu%}B@ 4^
AE4>pzBe Zv8G[( 4. 谐振波导光栅的角响应 b\+9#)Up@ F"a31`L>H
Bz6Zy)&sAL H?j}!JzAC 示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 AAK}t6 t8B==% 1. 用于超短脉冲的光栅 <a=k"'0 l_ycB%2e^
'Inqa;TQz 7;NvR4P% → 查看完整应用使用案例 lLZ?&z$ Q46sPMH+_ 2. 设计和建模流程 ]dHV^! D?P1\<A~
zqb3<WP" #}zL?s^G 3. 在不同的系统中光栅的交换 d<v)ovQJ] XLFo"f
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