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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。 O9y Q9sl rh
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4xX 2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 @&W?e?O ~G e.GzGX 单光栅分析 Ja&%J: −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。 {L eEnh- −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。 ]O\W<'+V o|W? a#_\ ~z}au"k 系统内的光栅建模 F1=+<]! "J1ar.li −在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。 >`uS NY"tO −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。 8#Z5-",iw Dn3~8 N
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Xo 0R]CI 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。 %ze1ZWO{ |@ HdTGD 3. 系统中的光栅对准 aVYUk7_ < \d+HYLAJn F%d"gF0qu 安装光栅堆栈 #c>MUC(?s: −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)。 }BrE|'.j' −参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 <.B s`P 堆栈方向 `[\phv −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 #0D.37R+k }(K6 YL
N96BWgT j#f&!&G5<& ,Tl5@RN 安装光栅堆栈 GvOAs-$ - 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)。 eNFUjDm - 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 \ c&)8.r 堆栈方向 (O2HB-<rY - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 U08?*{ - 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。 F/SsiUBS u&x K>7
yp^* TD/J )1}g7: 0gD0}nH 横向位置 d6EY'*0 −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。 i@Zj7#e* −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。 h.;CL#s −光栅的横向位置可通过一下选项调节 ? myXG92 在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或
7yTe]O 通过组件定位选项。 O97bgj] 1qe^rz|
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[ 4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 X);Zm7 ^&H=dYcV>/ i q:Q$z& 单光栅分析 Sp,Q,Q4 - 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 E$Pjp oQTf 系统内的光栅建模 BpG'e-2 - 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。 `;CU[Ps?] - 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。 FraW6T}_ - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 bV*zMoD# s@LNQ|'kO
X,+}syK _|B&v 5. 光栅级次通道选择 y32++b! uyt-q|83= u7&'3 ef 方向 lp-Zx[#`}C - 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。 oz6+rM6MY 衍射级次选择 YG~ o - 对于方向组合,可能会有多个衍射级。 0"psKf' - 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。 qmeml_(W 备注 mv*T=N8fC - 在FMM计算中,光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 OsL%SKs| ]esLAo
.*~u }K80G~O2< 6. 光栅的角度响应 #2R%H.*t zk'K.!
`^ 2{B(j&{ 衍射特性的相关性 C%_ - 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。 2HGD{;6>v{ - 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。 rk,1am:cg - 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) )YMlFzYr - 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 w;@25=
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E<CxKY9 xGEmrE<; 示例#1:光栅物体的成像 TDFO9%2c Bd9hf`%2 1. 摘要 fj-pNl6Gf ?QSx8d
[s{r$!Gl Z1$];Q\cX → 查看完整应用使用案例 Wx?&igh 'uf2
nUo 2. 光栅配置与对准 "bR'Bt x`+
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HIX=MprL< =Etwa 0^}'+t,lc 3. 光栅级次通道的选择 Ue3B+k9w Vv]$\`d#
|Sr\jUIWn te;Ox!B& 示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试 1rv$?=Z 974eY 1. 光栅配置和对准 P
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}*.:Hv" A3"1D → 查看完整应用使用案例 nR o=J5tY AGEZ8(h 2. 基底处理 +2EHmuJ; :_^0'ULP
gj[ >p=Wn dqD;y#/ 3. 谐振波导光栅的角响应 D(qHf9 bk7^%O>
f^!11/Wv L{2b0Zh' 4. 谐振波导光栅的角响应 c>S"`r Kd/[Bs%
Sf'i{xye (F,(]71Z+ 示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 ,b6kTQq [_
M6/ 1. 用于超短脉冲的光栅 gHi~nEH 'f-
6%ZHP? 5;FP.{+ → 查看完整应用使用案例 #)_J)/h h4XcKv+ 2. 设计和建模流程 ;23=p=/h X2\E9hJg
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?g OgEUq'' 3. 在不同的系统中光栅的交换 S9G8aea/ rDIhpT)a
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