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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。 X83,fCCl5 uoJ@Jt'j
xqm-m U{1%ldOJ% 2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 mIW8K
): |"]#jx*8KC 单光栅分析 (\8IgQ{ −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。 gq%U5J"x;J −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。 ;|qbz]t2( W%ml/ 4 M./1.k&@ 系统内的光栅建模 Ei>.eXUD5 CFK{.{d]B −在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。 &{4KymB: −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。 C b4.N8 {L'uuG\9U edai2O pyUzHF0 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。 u.yYE,9 pTB1 I3=.u 3. 系统中的光栅对准 m@Hg:DY /,d]`N! B,V:Qs6" 安装光栅堆栈 d9iVuw0u< −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)。
- +<ai −参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 Y{KN:|i.! 堆栈方向 8Y"R@'~ −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 >//yvkZ9, = }ELu@\V[
-,186ZVZ nt:ZO,C:R *epK17i= 安装光栅堆栈 /9b+I/xY" - 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)。 f_|pl^ - 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 wY]ejK$0R 堆栈方向 sWyx_ - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 %45*DT - 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。 o,rK8x ZAJ~Tbm[f
RH9P$;.7 bg\9Lbjr dvE~EZcS 横向位置 &( ZEs c −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。 qWU59:d^{ −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。 :jAsm[ −光栅的横向位置可通过一下选项调节 HQZJK82 在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或 )Vz=:.D 通过组件定位选项。 qXprD.; } EG8%X "p
<S^Hy&MD> 4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 v4qpE!W27~ wG&Z7C b |J"\~%8 单光栅分析 V~_6t{L - 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 H 'IxB[ 系统内的光栅建模 a|5<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。 00LL&ot - 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。 mGpBj9jr1 - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 mg< v9# \WqC^Di
N(e>]ui t*`G@Nj 5. 光栅级次通道选择 !
o?E. HBNX a ai<K6) 方向 [F!h&M0z - 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。 } rX)A\ g6 衍射级次选择 0h
kZ - 对于方向组合,可能会有多个衍射级。 l\"CHwN?Y - 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。 vjVa),2 备注 ?pdN!zOeL - 在FMM计算中,光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 y: ] .E9$j<SP-
x6Tpt^N} g,G{%dGsk 6. 光栅的角度响应 fo=@ X>S k$.l^H u Nx zAlu 衍射特性的相关性 |kF"p~s - 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。 -
i{1h" - 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。 g7w#;E - 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) J|@O4g - 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 7H4\AG\> ]M 2n%9
|fb*<o eT np\*r|U 示例#1:光栅物体的成像 C,8@V` 3t5WwrNh 1. 摘要 RDeI l& 9%dO"t$-q
MH]?:]K9V x&N@R?AG1 → 查看完整应用使用案例 P
V9q= KkJE-k*D+w 2. 光栅配置与对准 ; m:I ,!^g8zO 6J965eM'[ 8SBa w'a
]'vAeC6{ ;T<'GP'/r U4lAo 3. 光栅级次通道的选择 QZ5%nJme_ EkOn Rm_hn
Q@TeU#2Y 9? |m ^ 示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试 >?{>
!#1 R_IT${O 1. 光栅配置和对准 G&yF9s)Lvs C?rb}(m
(#Xgfb"S3 RRtOBrIedI → 查看完整应用使用案例 1y7$"N8Xo b:&=W>r 2. 基底处理 '1lz`CAB+ _z3^.QP
gT|&tTS1@ ^.[+)0I 3. 谐振波导光栅的角响应 NV^n}]ci ?osYs<k \
ab5i7@Ed kCKCJ}N 4. 谐振波导光栅的角响应 fM<g++X ,*wj~NE
~gEd( XE|"n 示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 ]Wc 2$ P1ynCe 1. 用于超短脉冲的光栅 cV* 0+5 Z.0mX#
=YR+`[bfI z"!=A}i → 查看完整应用使用案例 e)4L}a -vS7 %Fbr 2. 设计和建模流程 .:;#[Z{- 3
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,)}-mu N4,!b_1 3. 在不同的系统中光栅的交换 9riKSp:5 SA6.g2pFz
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