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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。 5Ln,{vsv 3(N$nsi
U9 s& xm~`7~nFR 2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 3jU&zw9 bsli0FJSh' 单光栅分析 s!zx}
5 −通过主窗口“光栅”菜单,可以进入仅针对光栅的特殊评估环境。 '<)n8{3Q5w −它有助于分析和可视化光栅的衍射特性,例如衍射角度和效率。 ;ef}}K my1@41
H rZ$O?K 系统内的光栅建模 I$G['`XX/ V2EUW!gn
2 −在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。 K@]4g49A/j −这样可以对系统内的光栅进行建模,从而在考虑光栅可能产生的影响的情况下评估系统性能。 J*A,o~U| %aCqi(.7 _;y9$"A VCkq"f7cw 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。 Q3~H{)[Kq >Cp0.A:UC# 3. 系统中的光栅对准 +Kc ;H*T^0 g:@#@1rB6 安装光栅堆栈 (5YM?QAd −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)。 s ll\g −参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 .~;\eW [ 堆栈方向 9.-S(ZO −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 0[(8 !;A\.~-!G
$h"\N$iSq
PC8Q"O ^^$s%{ep" 安装光栅堆栈 tDcT%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)。 @S;'@VC - 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 JH9J5%sp 堆栈方向 Btn?N - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 dZ@63a>>@ - 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。 YD6'#( FW4<5~'
qEOhwrh ouQ T Qw*|qGvy^ 横向位置 $6 f3F?y7 −对系统中的一般场与光栅的相互作用进行建模时,必须考虑光栅的横向位置。 [z{1*Xc −例如,激光束(紧密地)聚焦在线性光栅的带状结构或者气隙上,效果可能会大不相同。 H7n>Vx:L- −光栅的横向位置可通过一下选项调节 J*M>6Q.) 在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或 #;yZ 通过组件定位选项。 N4!O.POP n 7[V&`e_
=:pJ 4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 O^
yG?b Jnov<+ q<1~ vA9 单光栅分析 NXrlk - 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 rEWb" 系统内的光栅建模 )ez9"# MH' - 但是,任何现实的光栅结构都放置在基底上,使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。 a`>B Ly5o - 平面建模考虑了菲涅耳损耗,但不与光栅叠层的FMM计算耦合。 0GeTSFj - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 kl:Bfs)b gM:".Ee
qX{+oy5 YS0<qSN 5. 光栅级次通道选择 sO@Tf\d n:!_ "chDg(jMZ 方向 (jE9XxQY - 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。 kxv1Hn"`{E 衍射级次选择 ?UoBV$ - 对于方向组合,可能会有多个衍射级。 b\2
ds, - 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。 .Q2V}D85 备注 'H;*W |:-] - 在FMM计算中,光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 ?=Kduef =Xr.'(U
NgPk&niM ?Ir:g=RP* 6. 光栅的角度响应 InI$:kJ \9T7A& 7%M_'P4 V 衍射特性的相关性 8":Q)9;% - 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。 D0f] $ - 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。 ;2QP7PrSY - 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) w}L[u
r;I_ - 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 es7=%!0 V'gh6`v
?:0Jav ZN0P:== 示例#1:光栅物体的成像 Z%UP6% dR]m8mdqc1 1. 摘要 v]UwJz3< CqC`8fD1
]`WJOx4 $F.a><1rY → 查看完整应用使用案例 ;O,jUiQ } Q+|W=2t 2. 光栅配置与对准 C0Z=~Q% q)
KKvO JucY[`|JV _Fg5A7or
aN3;`~{9 HZZn'u owv[M6lbD 3. 光栅级次通道的选择 jebx40TA3 Tid a a
>9J:Uo1z a 1*p*dM# 示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试 MolgwVd `Pnoxm' 1. 光栅配置和对准 tZo} ;|~' fc>L K7M
G3v5KmT 2
yz _ → 查看完整应用使用案例 [2cD:JL mX|ojZ 2. 基底处理 Flb&B1 wy2
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!}$$: 3. 谐振波导光栅的角响应 sDV Q#}a ,R|BG
g9F?z2^ 7K:PdF>/ 4. 谐振波导光栅的角响应 Z3!`J& "kF g
P!k{u^$L ^<AwG= 示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 }ad|g6i` |wj?ed$
f 1. 用于超短脉冲的光栅 6W
UrQFK P0b7S'a4!
!|>"o7 U/BR*Zn]* → 查看完整应用使用案例 syK^<xa 4KrL{Z+} 2. 设计和建模流程 9_s`{(0? rrv%~giU
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;!3xG HpnWoDM 3. 在不同的系统中光栅的交换 Xha..r qIqM{#' ^
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