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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。 @q+cmJKv
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sIS. 2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 5:%..e`T tS (i711 单光栅分析 G(As%r] −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。 9p2>`L −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。
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JS 系统内的光栅建模 w|}W(=# `10X5V@hP −在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。 &[5n0e[ −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。 ]yAEjn9cN >*`>0Q4y G@!_ZM8h /v"6BU 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。 xd^&_P$= .pM
&jni Y 3. 系统中的光栅对准 ua`6M -BA"3 S [,O`MU 安装光栅堆栈 (0E U3w?] −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)。 cy) k<?, −参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 L$1K7<i. 堆栈方向 / R_ u\?k( −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 x.b; +p}= {*QvC
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Q[J [= $D QD$ pi`;I*f/ 安装光栅堆栈 Y*@|My`
- 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)。 3 ppuQQ - 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 :E>&s9Yj? 堆栈方向 iV?` i - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 %z*29iKlI - 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。 m[Z6VHn
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`$S^E != ?k{|Lk 6Z~Ya\~.g. 横向位置 v9%nau4 −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。 r\(v+cd −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。 hPan −光栅的横向位置可通过一下选项调节 dh&W;zs 在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或 TdQ]G2 通过组件定位选项。 Rl_.;?v"! %_R$K#T^,
aXe{U}eow 4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 X[V?T>jsM f
hQy36i@ q@w{c= 单光栅分析 ( %[Tk[ - 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 NMXnrvS& 系统内的光栅建模 i90}Xyt - 但是,任何现实的光栅结构都放置在基底上,使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。 aH%ZetLNJ - 平面建模考虑了菲涅耳损耗,但不与光栅叠层的FMM计算耦合。 #2 \8?UPd - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 Sv7 i! j "YJ[$TG
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%y iD~& 5. 光栅级次通道选择 8;TAb.r ]nUR;8 ##H;Yb 方向 k({2yc#RD& - 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。 eUt=n)*` 衍射级次选择 +UzXN$73 - 对于方向组合,可能会有多个衍射级。 4E2yH6l - 并非总是需要考虑所有衍射级,建议仅使用感兴趣的衍射级。 OU!nN>ln 备注 8O6_iGTBh - 在FMM计算中,光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 {O)YwT$` %y>+1hakkX
wa!zv^;N* EY kj@
., 6. 光栅的角度响应 -I ?z-?<D Go 1(@ tQrS3Hz'nA 衍射特性的相关性 X8Xn\E - 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。 F?z<xL@ - 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。 Q"%QQo}} - 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) ;7rd;zJ - 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 ~Rs#|JWB2V |QVr`tE<
bni)Qw <FUon 示例#1:光栅物体的成像 F.<L>
G7{1 o~#f1$|Xn 1. 摘要 zG#wu Kq&qE>Ju
bhD ~4Rz ;WD,x:>blO → 查看完整应用使用案例 ?6f7ld5
:Hk_8J 2. 光栅配置与对准 DzC Df@TB" C/G]v*MBQ nL+p~Hi CbOCk:,g5
yHNuU)Ft i5"5&r7r ydQ!4 3. 光栅级次通道的选择 R,Fgl2 ([R")~`(l2
X4wH/q^ =A@>I0(7 示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试 vT c7an6fy ;F5"}x 1. 光栅配置和对准 s\gp5MT oQT2S>cm^
@vRwzc\ iA'As%S1 → 查看完整应用使用案例 cJDd0(tD! zrRFn `B 2. 基底处理 JJ?I>S N! +j{Y,t{4
0(y:$ +-BwQ{92[: 3. 谐振波导光栅的角响应 R,t$"bOd V}"
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CqFeF?xd8h 8#X_# 4. 谐振波导光栅的角响应 _?`&JF |