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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oQ{cSThj <iRWd 2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 zLL)VFCJW ER_ 3' 单光栅分析
BO"qD[S −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。
g*F~8+]Y −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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ZEqE$: 系统内的光栅建模
9l#gMFknI s047"Q −在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。
P0)AUi −这样可以对系统内的光栅进行建模,从而在考虑光栅可能产生的影响的情况下评估系统性能。
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7u|%^Ao6 BR3wX4i\ 两种建模方法通常可以一起使用,如先
优化光栅
结构本身,然后将其插入系统。
z<i,D08|d # v+;: 3. 系统中的光栅对准 C;ptir1G; S_$nCyaH2 u(AA`S" 安装光栅堆栈
xdqK.Z% −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)。
oK$'9c5< −参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。
RbKwO}
z$q 堆栈方向
Sj@15 W −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈
12 -EDg/1 @gEr+O1K(
&1l~&,, >P<'L4; T=>vh*J 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)。
[EruyWK - 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
~XKZXGw - 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。
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djfU:$!j& L0xsazX:x {pC\\} 横向位置
(7~%B" −对系统中的一般场与光栅的相互作用进行建模时,必须考虑光栅的横向位置。
7VY8CcL −例如,
激光束(紧密地)聚焦在线性光栅的带状结构或者气隙上,效果可能会大不相同。
#Skj#)I" −光栅的横向位置可通过一下选项调节
DLXL!-)z 在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或
S2Vx e@b) 通过组件定位选项。
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!?b/-~o7S 4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 5aG5BA[N 03Ukw/D& F<gMUDB 单光栅分析
T0Q51Q - 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。
\C7q4p?8 系统内的光栅建模
Qh8C,"a - 但是,任何现实的光栅结构都放置在基底上,使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。
R(`]n!V2 - 平面建模考虑了菲涅耳损耗,但不与光栅叠层的FMM计算耦合。
7DZTQUb" - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。
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+KP_yUq[ jqtVpNwM 5. 光栅级次通道选择 >4c` UW j76%UG\Ga {mf.!Xev 方向
cWM: - 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。
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r>ZY^ 衍射级次选择
7"a4/e;^ - 对于方向组合,可能会有多个衍射级。
=ajLa/m' - 并非总是需要考虑所有衍射级,建议仅使用感兴趣的衍射级。
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y=7d , 备注
B!uxs - 在FMM计算中,光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响
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~of,,& Pk:zfC?4 6. 光栅的角度响应 A2BRbwr> yquAr$L! @,e8t BL 衍射特性的相关性
tah}^ - 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。
K_&_z - 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。
U(Z!J6{c - 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)
2vvh|?M - 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。
P63
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R\y'_S=#a bl$j%gI%, 示例#1:光栅物体的成像 .<.#aY;N (
OXY^iq 1. 摘要 ;W6-i2?
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AK;^9b-}q: 3.FR C ONfyYM? 4m\([EO Ro~fvL~Ps 2. 光栅配置与对准 y@aKNWy}$ v#F-<?Vv
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sZwZWD' ofK='G. 3. 光栅级次通道的选择 0e\y~#-
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+`Fb_m)f tvT4S 示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试 4|=vxJ b}}y=zO|$ 1. 光栅配置和对准 om>VQ3
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:$2Yg[Zc3 \j:AR4 2NYi-@mr xl9(ze 2. 基底处理 IX.sy
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cd+^=esSO k% NrL@z 3. 谐振波导光栅的角响应 ?b"Vj+1:x
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b(C&} 4. 谐振波导光栅的角响应 *l{4lu
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pND48 g; zWtj|%ts 示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 /`}6rXnw9 t2U$m'(A& 1. 用于超短脉冲的光栅 =E1tgrW
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i(P>Y2s F^xaz^=`u 2. 设计和建模流程 \6i9q=
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RyE_|]I62u [NjajA~z>F 3. 在不同的系统中光栅的交换 WSS(Bm|B
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