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。
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7k#>$sY+ :1UOT'_ 2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 J| 46i D!)h92CIDm 单光栅分析
( t"|XSF −通过主窗口“光栅”菜单,可以进入仅针对光栅的特殊评估环境。
_+~jZ]o
N −它有助于分析和可视化光栅的衍射特性,例如衍射角度和效率。
J1r\Cp+h0 <g&GIFE,
g p9;I*! 系统内的光栅建模
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't\sXN+1 −在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。
0|\JbM −这样可以对系统内的光栅进行建模,从而在考虑光栅可能产生的影响的情况下评估系统性能。
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O" [#g kmJ<AnK 两种建模方法通常可以一起使用,如先
优化光栅
结构本身,然后将其插入系统。
)C$Ij9<A pXNH 3. 系统中的光栅对准 ZTGsZ}{5 527u d^: '7]9q#{su 安装光栅堆栈
sWq}/!@& −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)。
{v3@g[:| −参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。
g1UQ6Oa 堆栈方向
;$r!eFY; −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈
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#\}xyPS "LZv\c~v,% <Lle1=qQ 安装光栅堆栈- 为了描述系统内的光栅,光栅堆栈始终固定在参考表面上(仅平面)。
`Z`o[]% - 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 堆栈方向
~W gO{@Mw - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。- 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。
m}m|(;T MA mjoH
;UQ&yj%x 'Te'wh=Y 2Aq+:ud)P 横向位置
iqTmgE- −对系统中的一般场与光栅的相互作用进行建模时,必须考虑光栅的横向位置。
y0t-e −例如,
激光束(紧密地)聚焦在线性光栅的带状结构或者气隙上,效果可能会大不相同。
U`4t4CHA −光栅的横向位置可通过一下选项调节
.6i +_B| 在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或
%A@U7gqc 通过组件定位选项。
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DC$x}1 4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 gqAN-b' Z3 na .>Z ;sSRv9Xb 单光栅分析
z)FGbX - 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。
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8zW 系统内的光栅建模
N1]P3 - 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。
( 2KopL - 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。
Ed"p|5~ - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。
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]!N|3"Ls 3_Re>i 5. 光栅级次通道选择 2CPh'7|l \//{\d )9rJ]D^B 方向
4V5h1/JPm - 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。
\z=!It]f. 衍射级次选择
mLeK7?GL - 对于方向组合,可能会有多个衍射级。
y-:d`>b>\ - 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。
*2I@_b6& 备注
n\4sNoFI - 在FMM计算中,光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响
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!*-|s}e LZ~}*}jy 6. 光栅的角度响应 ?w "zW6U , *Z!Bd8 5q.)K
f+ 衍射特性的相关性
.u9,w - 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。
ncij)7c)u - 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。
y)+lU - 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)
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1zA - 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。
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@avG*Mr^ -xU4s 示例#1:光栅物体的成像 BP0*`TY ~fF;GtP 1. 摘要 UJQGwTA W
n ]P,5
j |ZhGerp l>jNBxB|/A QpMi+q
Y eq$.np ;Z{jol 2. 光栅配置与对准 ,9~2#[|lq +T]D\];D
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8A2 _4q@34
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h2m@Q={ \zyvu7YA 3. 光栅级次通道的选择 >Y"Ru#Ju9
Ya-kMUW
S/7?6y~ o0F&,|' 示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试 -1tiy.^$F #\$AB_[ot> 1. 光栅配置和对准 _tQR3I5
$~<]G)*Z
1gDsL h7F5-~SpD |#`qP^E FWDAG$K@0 2. 基底处理 9._owKj
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8(""ui8 [,/~*L;7 3. 谐振波导光栅的角响应 bGe@yXId5
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n]fMl:77 {#4F}@Q 4. 谐振波导光栅的角响应 j)b[7%
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^K'@W <#F@OU 示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 ?I332,,q 6h:2,h
pE 1. 用于超短脉冲的光栅 nv/'C=+L
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=WM^i86 ?n(OH~@$i 2. 设计和建模流程 0*yD
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/l1OC(hm &ws^Dm]R 3. 在不同的系统中光栅的交换
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