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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。 _C< 6349w %k3NT~
"<PoJPh zz(!t eBC 2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 Sc;iAi
( )(:+q(m 单光栅分析 *Fa)\.XX −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。 <&qpl0U)Y −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。 ;mf4U85 B\=SAi E3~,+68U 系统内的光栅建模 kfMhw M8kP <mv7HKVg −在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。 zuC 58B −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。
sBP}n.#$ j!zA+hF( ]dPVtk &\;<t,3A~ 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。 2-vJv+- '}U_D:o.b 3. 系统中的光栅对准 y-w2O] `ir&]jh.A @k=cN>ZMc 安装光栅堆栈 g".d"d{ −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)。 (Oxz'#TX −参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 Zi 2o 堆栈方向 .ocx(_3G −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 t$U3|r ;]2x
vOos*& ,sO:$ Yw6DJY 安装光栅堆栈 AuoxZ?V - 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)。 5h_<R!jA - 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 $7Jfb<y 堆栈方向 "KMLk - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 6eOrs-ty - 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。 IZv~[vi_ ^y:FjQC:
Z} c'Bm( 2{Wo-B,wt~ xj0cgK|! 横向位置 z7-`Y9Ypd −对系统中的一般场与光栅的相互作用进行建模时,必须考虑光栅的横向位置。 FhWmO −例如,激光束(紧密地)聚焦在线性光栅的带状结构或者气隙上,效果可能会大不相同。 R;H?gE^m- −光栅的横向位置可通过一下选项调节 r8IX/ , 在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或 M,crz 通过组件定位选项。 ,VPbUo@ \.c]kG>k-
/nc~T3j 4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 RS'} nY} |r5e{ u K'<xM"%T 单光栅分析 "kX`FaAhY - 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 HV ;; 系统内的光栅建模 92!JKZe
- 但是,任何现实的光栅结构都放置在基底上,使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。 Q(lku"U' - 平面建模考虑了菲涅耳损耗,但不与光栅叠层的FMM计算耦合。 ]\OWZ{T'j - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 !tI=`Ml[ A^pu
|</"N-#S GP* + 5. 光栅级次通道选择 D,k(~ wuKl-:S;Vs ,!`SY) 方向 0Qm"n6NQ - 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。 PfyRZ[3)c 衍射级次选择 +L0J_.5%^ - 对于方向组合,可能会有多个衍射级。 [#0Yt/G - 并非总是需要考虑所有衍射级,建议仅使用感兴趣的衍射级。 +)gGs#2X 备注 tG/1pW - 在FMM计算中,光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 )7W6-.d U|8[#@r
)%s +? )!cI|tovs 6. 光栅的角度响应 |=\91fP68` Xem 05%, F+Z2U/'a 衍射特性的相关性 Rvvh{U;t - 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。 L!g DFZr - 对于不同的波长/偏振,衍射效率也不同,并且对于不同的入射角,衍射效率也不相同。 qbXz7s*{ - 为了解决与角度有关的衍射行为,可能需要指定k域中的采样点(等效于角度空间) ;+
G9- - 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 Te;gVG * z5 Bi=~=#
}w@gj"\H rR]-RX( 示例#1:光栅物体的成像 k^^:;OR 6yI}1g 1. 摘要 ^/*KNnAWp k5@d! }#c
a+41Ojv ( |6%.VY2b → 查看完整应用使用案例 j5\$[-'; XvskB[\ 2. 光栅配置与对准 L~dC(J)@ZI 7UKYmJk. _R7 w?!t8 k(vPg,X>m
O%-h&C3 A
W)a">| uUG*0Lj 3. 光栅级次通道的选择 YX*0?S F6W}mMZH/N
dv7<AJ J{Tq%\a3 示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试 f7J,&<<5w r~8;kcu7 1. 光栅配置和对准 5lTD]d )p8I@E
qX$u4I!, kZVm1W1 → 查看完整应用使用案例 9cd 8=][ O"*`'D|hK 2. 基底处理 aqMc6N`z :.iyR
@Z;1 g ^7aN2o3{ 3. 谐振波导光栅的角响应 lJ{V 1pP1d%
rg5]&<Vq8 M=y0PCD 4. 谐振波导光栅的角响应 *
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;;V\"7q' *7" L]6 示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 *Oo &}oAj e*]r 1. 用于超短脉冲的光栅 9<s4yZF@x ~p*1:ij
;=jr0\| e N[Sb#w`[/ → 查看完整应用使用案例 6)e5zKW!? Cd]/ 2. 设计和建模流程 ^0tw%6: +.Bmkim
"tu*YNP\Q 1S$h<RIPAc 3. 在不同的系统中光栅的交换 E\{< ;S v6uxxsI>Hm
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