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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。 mbns%%GJU *T~b
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=1y~Qlu n=?wX#rEC# 2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 pj$kSS|m6- @w;$M]o1 单光栅分析 FKUo^F?z −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。 }WhRJr`a −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。 [Sj"gLj 0lV;bVa% jVh:Bw 系统内的光栅建模 \VWgF)_ F\^\,hy −在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。 L1f=90 −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。 gq@8Z
AWn nuVux5: iH~A7e62OZ >!Xj%RW 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。 o]]sm}3N hM[3l1o{| 3. 系统中的光栅对准 jib pZ) w OOu/Y E#,\[<pc 安装光栅堆栈 +d7Arg!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)。 y06xl:iQwF −参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 ?#Y:2LqP C 堆栈方向 5nTcd@lX −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 '$rCV,3q ?J-\}X
5{#s<%b. T+B8SZw#}! /;{L~f=et) 安装光栅堆栈 0+u>"7T - 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)。 ,Xr`tQ<@ - 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 9dm<(I} 堆栈方向 H_Xk;fM - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 ^;F5ymb3U - 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。 }h1eB~6M Bl^BtE?-b
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0T1pGs' O /:FY1 横向位置 h-RhmQA=Iz −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。 ec/>LJDX7 −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。 JVxja<43 −光栅的横向位置可通过一下选项调节 *_7/'0E(3 在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或 f/s" 2r 通过组件定位选项。 k"C'8<T)' \Rb:t}
NqGSoOjIO2 4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 I>##iiKN C/H;|3.X z&Aya*0v` 单光栅分析 y. 1F@w| - 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 FD&^nJ_{ 系统内的光栅建模 @rAV;D% - 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。 =FI[/"476 - 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。 !d U$1:7 - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 +S[3HX7H 1e7I2g
^\kH^ -(>Ch>O 5. 光栅级次通道选择 vU5}E\Ny ;<thEWH;Y KV$4}{ 方向 D6|-nl - 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。 8UXRM :Z" 衍射级次选择 XogCq?_m - 对于方向组合,可能会有多个衍射级。 jwBJG7\ - 并非总是需要考虑所有衍射级,建议仅使用感兴趣的衍射级。 yTh%[k 备注 X,#~[%h$-= - 在FMM计算中,光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 eG8l^[ PHEQG]H S
}ijQ*ECdl Jj\lF*B 6. 光栅的角度响应 A<"<DDy 2H0BNrYM s;=C&N5g 衍射特性的相关性 V=% ;5/ - 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。 al-rgh - 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。 #^Pab^Y3r- - 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) GN9kCyPK - 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 XZM@Rys KX7fgC
Z<^!N) ;^0rY )& 示例#1:光栅物体的成像 2<y9xvp OXbShA&1 1. 摘要 @ \XeRx; DcdEt=\)h
hV0fkQ.| 3)6- S → 查看完整应用使用案例 V $w
lOMp noL9@It0 2. 光栅配置与对准 !U>WAD9 f7][#EL .RJMtmp 6]d]0TW_
..+#~3es#y FVBAB> x.wDA3ys 3. 光栅级次通道的选择 m8b,_1 |*UB/8C^/!
ZV+tHgzlv5 +kQ=2dva 示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试 YzQ1c~+ 5Gy#$'kdf 1. 光栅配置和对准 LybaE~=
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Hg }aR}ZzK/v → 查看完整应用使用案例 {&mHfN z'& fEsjy 2. 基底处理 fz :(mZ% \#t)B
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Z%:>nDZV QAp]cE1ew 3. 谐振波导光栅的角响应 RK &>!^ /*,_\ ;
O^row1D_ S7Ty}?E@ 4. 谐振波导光栅的角响应 =3w;<1 ?'
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PC<_1!M] nWY^?e'S 示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 m 0vW< /B~[,ES@1 1. 用于超短脉冲的光栅 *|dK1'Xr aE9Y
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&k%>u[Bo l[ $bn!_e → 查看完整应用使用案例 tLa%8@;'$ ~Ss,he]Er 2. 设计和建模流程 I*3}erT QR'# ]k;>%
{#k[-\|; 8mKp PwG0 3. 在不同的系统中光栅的交换 aW&)3C2-x iI";m0Ny
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