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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。 w:[1,rRvT I*h%e,yIO
iczJXA+ i'XW)n 2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 R=Qa54 ;B Lw?kf 单光栅分析 Nf@-i` −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。 * AsILK0 −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。 Eo
h4#fZ\N )|52B;yZx w4:|Z@ I 系统内的光栅建模 wY$'KmNW r.-U=ql −在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。 :A2{ −这样可以对系统内的光栅进行建模,从而在考虑光栅可能产生的影响的情况下评估系统性能。 Oe#*- j%w}hGW%, ~vL7$-: |[6jf!F 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。 *\gS 2[S ;Gf,I1d}{ 3. 系统中的光栅对准 W~" 'a9H/ +V2\hq[{ BH`%3Mw 安装光栅堆栈 K;ncviGu −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)。 |ZJ<J)y −参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 b\{34z, 堆栈方向 QmHj=s:x\ −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 $!?tJ@{ >JSk/]"
&-5`Oln ^4G%*- p*'%<3ml 安装光栅堆栈 !'
} - 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)。 ~ShoU
m[ - 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 d17RJW%A 堆栈方向 k4HE'WY - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 rnOg;|u8 - 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。 (ncm]W UrC>n
Xl/SDm_p 0c-.h /m"#uC!\ 横向位置 y3Z\ Y[ −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。 7O.?I#
76 −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。 o$4i{BL −光栅的横向位置可通过一下选项调节 "d5nVO/ 在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或 p1BMQ?=($ 通过组件定位选项。 ]J '#KT{ a+-X\qN
R>C^duos. 4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 o[A y2"e? z~m{'O` KfPYH\0 单光栅分析 eb#yCDIC - 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 _ArN[]Z 系统内的光栅建模 Y5/SbQYf1 - 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。 %&Fsk]T%: - 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。 hx.ln6=4 - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 Yl$R$u) `SfBT1#5G
|_h$}~; @$*LU:[ 5. 光栅级次通道选择 q,Nhfo( #F^0uUjq -qJ%31Mr# 方向 =xs"<Q*w> - 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。 pzcl@ 衍射级次选择 uHQf <R$: - 对于方向组合,可能会有多个衍射级。 $b CN;yE - 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。 rYKGBo8" 备注 zbL8
pp - 在FMM计算中,光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 Lw1aG;5 m~f J_
]?<=DHn fep8hf B; 6. 光栅的角度响应 ]ZI ?U<0 F,.dC&B O{{\jn|lR 衍射特性的相关性 uE=pq<
- 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。 _!ITCkBj - 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。 lP;X=X> - 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) n5U-D0/Q - 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 -Pt']07E >D5WAQ>b
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X9D( ?O L60Sc 示例#1:光栅物体的成像 |Bhj L, JBK(Nk 1. 摘要 xgQ&'&7l \:5M0
S2\|bs7;J, T!YfCw.HZ → 查看完整应用使用案例 8h '~* KB5<)[bs 2. 光栅配置与对准 (X?et
& l\DcXgD
x Q13>z%Rge >"|"Gy (
$v\o14v 8`Iz%rw&(J sMDHg 3. 光栅级次通道的选择 *1b1phh0/ 40m>~I^q}
]b&O#D9 o/\f+iz7 示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试 mGC! 7^_D` 1$RUhxT 1. 光栅配置和对准 *t_JR !g2~|G
B4RP~^ J5#shs[M: → 查看完整应用使用案例 D=_FrEM_IA ,xOOR 2. 基底处理 >mCS`D8 ,1ceNF#oL
+2 x|j> /DE`>eJY 3. 谐振波导光栅的角响应 "8*5!anu- E%e2$KfD
+AkMU|6 uD8,E!\ 4. 谐振波导光栅的角响应 EF5:$# $/|2d4O:{
c W^ |S.;']t+ 示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 BW{&A&j h/xV;oj 1. 用于超短脉冲的光栅 BWev(SF{Ny b75en{aDi*
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$ → 查看完整应用使用案例 Xd@_:ds 9^2l<4^Z 2. 设计和建模流程 `CqF&b v?<Tkw ^F
$(N+E,XB `S:LuU8e 3. 在不同的系统中光栅的交换
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