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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。 *;U'[H3Q x]{E)d"!
!k(_PM CGP3qHrXt 2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 ;.Ie#Vr1N N+)?$[ 单光栅分析 ,j ',x\ −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。 qXW})( −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。 70Yjv1i %q322->Z *P!e:Tm) 系统内的光栅建模 A[dvEb;r b7\ cxgRq −在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。 oM1
6C| −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。 $BDBN_p n*'<uKpM qxMnp}O vhT_=:x 两种建模方法通常可以一起使用,如先优化光栅结构本身,然后将其插入系统。 |nk3^;Yf Koln9'tB 3. 系统中的光栅对准 %T=A{<[` O:/yAc` s NHSr 安装光栅堆栈 !b-bP,q −为了描述系统内的光栅,光栅堆栈始终固定在参考表面上(仅平面)。 =}fd6ea(o −参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 HFQR
;9] 堆栈方向 <n\`d −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 Hv<'dt$| /<3<.
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fp| PaCzr5!~f j?|* LT$%7 安装光栅堆栈 wj|x:YZ* - 为了描述系统内的光栅,光栅堆栈始终固定在参考表面上(仅平面)。 Uo_tUp_Q - 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 Bl1Z4` 3 堆栈方向 !sA_?2$ - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 t.hm9}UQ - 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。 rt +..t\ ])#\_'fg
4oXb Pr> .`Zf}[5[ =KX<_;E 横向位置 GfyX'(ge −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。 qkP/Nl. u −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。 AdoZs8Q −光栅的横向位置可通过一下选项调节 =S]a&*M 在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或 N 6O8Wn 通过组件定位选项。 }GnwY97 q cA`)j
]&i+!$N_ 4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 QI!i h#Ce_,o 4R ) |->" 单光栅分析 w3D]~&] - 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 3rf#Q}" 系统内的光栅建模 9-bG<`v\E - 但是,任何现实的光栅结构都放置在基底上,使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。 #G,XDW2"w - 平面建模考虑了菲涅耳损耗,但不与光栅叠层的FMM计算耦合。 Hwe)Tsh e - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 r<L#q)] SLk2X;c]o
Oz:ZQ M JK~ m(oQ 5. 光栅级次通道选择 ~j @UlP bn 4
&O HrqF![_ 方向 8h?X!2Nq - 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。 #DP7SO 衍射级次选择 /k7wwZiY@ - 对于方向组合,可能会有多个衍射级。 WY)^1Gb$ux - 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。 N^elVu4 K 备注 ]?9[l76O7 - 在FMM计算中,光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 D)&o8D` H]qq ~bO[
nY) .|\|i Gbd?%{Xc- 6. 光栅的角度响应 ,\hYEup /?zW<QUI `h;}3r#R{ 衍射特性的相关性 g^o_\hp - 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。 a|N0(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。 A:Rw@B$ - 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) qZG-Lh - 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 2%]hYr; ixOw=!@
NR/-m7#- }?O[N}>,m 示例#1:光栅物体的成像 }g,X5v?W T~Y g5J 1. 摘要 y-`I) w% C"T ,MH
rqvU8T7A .g-3e"@ → 查看完整应用使用案例 cy:;)E>/ [w%#<5h 2. 光栅配置与对准 L/k40cEI^z C/+nSe. gv` h-b f0F#Yi{fw
2v|qLfe1 ur xqek 9c5!\m1 3. 光栅级次通道的选择 (/q}mB O`[]xs
g@(30{ 5~yb
~0 示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试 0e9A+&r T^.{9F]*S 1. 光栅配置和对准 Z)v)\l9d Nzc>)2% N
WRMz]|+}4 2<.Vv\
= → 查看完整应用使用案例 mSj76'L# !`h~`-]O 2. 基底处理 F9D"kG;Dk VEo^ :o)r
ArdJ." 5k`e^ARf 3. 谐振波导光栅的角响应 y84XoDQ ?lG;,,jc,W
bG1 ofsU ;G$)MS'nB 4. 谐振波导光栅的角响应 vcD'~)G(* &1$8q0
e6es0D[>5 fsb=8>}63} 示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 $UmE 1(F'~i|5 1. 用于超短脉冲的光栅 0eaUorm) Oylp:_<aT
b2%blQgo v*gLNB,ZH → 查看完整应用使用案例 a j_:|]j .kzms 2. 设计和建模流程 x_pMG!2 >|S>J+(
4}PeP^pj (HaU,vP 3. 在不同的系统中光栅的交换 o[H\{a> :=B[yD!
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