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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。 Gq6*SaTk <[phnU^
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0erNc'e 9z0p5)]n> 2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 \lY_~*J VQs5"K" 单光栅分析 I*&8^r:A −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。 J05e#-)<K −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。 5bIw?%dk( u y+pP!< dveiQ 系统内的光栅建模 ZG:{[sT *#2h/Q. −在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。 GVz6-T~\> −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。 h 0|s H.;Q+A,8^ q| 7( ':q p05t 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。 S@Y39 edD)TpmE, 3. 系统中的光栅对准 0%B/,/PxD 9^x> 3Bo Z,=1buSz_ 安装光栅堆栈 ;|RTx −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)。 [K Qi.u −参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。
jo7\`#(Q 堆栈方向 o4;(Zi#Z −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 ~~.}ah/_d b$7 +;I;
~,Qp^"rlW Ni>[D"| NHt\
U9l' 安装光栅堆栈 5(2;|I,T - 为了描述系统内的光栅,光栅堆栈始终固定在参考表面上(仅平面)。 "7
yD0T)2 - 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 7=uj2.J6 堆栈方向 DDZ@$L! - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 cl1T8vFM - 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。 ?M2J wAK5 6Zo}(^Ovz
xk5]^yDp + 3gp%`c4 ("@!>|H 横向位置 *a)n62 −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。 {:s f7 −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。 x^ni1=kU −光栅的横向位置可通过一下选项调节 5-V pJ 在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或 l{9Y 通过组件定位选项。 \['Cj*e k VTM/hJmwJ
+q4O D$} 4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 '"^'MXa bcyzhK= y-k.U% 单光栅分析 ks tIgcI
- 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 GyIV
Hby 系统内的光栅建模 @~e5<:|5# - 但是,任何现实的光栅结构都放置在基底上,使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。 hxx.9x>ow - 平面建模考虑了菲涅耳损耗,但不与光栅叠层的FMM计算耦合。 6863xOv{T - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 mw!F{pw _t$sgz&
3]>| i /z!%d%" 5. 光栅级次通道选择 F2WKd1U qM`}{
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3Gf2_ 方向 7v kL1IA - 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。 0[`^\Mv4y 衍射级次选择 _#niyW+?~ - 对于方向组合,可能会有多个衍射级。 r$1Qf}J3= - 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。 s1rCpzK0 备注 $`c:& - 在FMM计算中,光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 vdZW%-A&\ m*pJBZxd
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hLV M{@(G5 6. 光栅的角度响应 YVU7wW,1 Uly ue P?\6@_ Z 衍射特性的相关性 M7T5
~/4 - 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。 /(cPfZZ - 对于不同的波长/偏振,衍射效率也不同,并且对于不同的入射角,衍射效率也不相同。 pkzaNY/q - 为了解决与角度有关的衍射行为,可能需要指定k域中的采样点(等效于角度空间) zdYjF| - 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 8r{.jFGv
}pYqWTG
+R &gqja vt8By@]: 示例#1:光栅物体的成像 2 nCA<& JI}'dU>*U: 1. 摘要 Pal=F0-Q\ [6fQ7uFMM8
)2.Si# nKY6[|!# → 查看完整应用使用案例 = [E +whDU2 " 2. 光栅配置与对准 siI;"? bw7@5=?; DUS6SO QV!up^Zso
v+XJ*N[W 3S{/>1Y RP"kC4~1 3. 光栅级次通道的选择 ueudRb ;TYBx24vD'
b9krOe*j n S=W 1zf 示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试 ~}P,.QQ Hka2 1. 光栅配置和对准 mt
.sucT w<#!h6Y=
g#bRT*,L iTwm3V
P → 查看完整应用使用案例 Y4-t7UlS; Y]>t[Lo% 2. 基底处理 LoV<:|GTI ;uJMG
P0@,fd< 1?}T=)3+$ 3. 谐振波导光栅的角响应 V!Uc( ~$'awY
];m_4 L0,'mS 4. 谐振波导光栅的角响应 l#o
~W` !0+JbZ<%r|
[JiH\+XLPs {c'lhUB 示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 W1~0_; X'srL j. 1. 用于超短脉冲的光栅 %J(:ADu] th_oJcS
_>+Ld6.T6 T)/eeZ$ → 查看完整应用使用案例 fhiM U8(& vXs"Dst 2. 设计和建模流程 1}x%%RD_ N8jIMb'<
`yyG/l [y(MCf19 3. 在不同的系统中光栅的交换 pBHRa?Y5 01]f2.5
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