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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wVDB?gy%# / JB4 #i7 2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 Tm52=+u f$ rzDJH:W{2 单光栅分析
$sZHApJV+ −通过主窗口“光栅”菜单,可以进入仅针对光栅的特殊评估环境。
OU@x1G{Cy −它有助于分析和可视化光栅的衍射特性,例如衍射角度和效率。
s.' \&B[ aUK4{F ;
e6lOmgHn5 系统内的光栅建模
C4]%pi 'qAfei'] −在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。
vLv@ Mo −这样可以对系统内的光栅进行建模,从而在考虑光栅可能产生的影响的情况下评估系统性能。
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`aL|qyrq# gqRTv_ ; 两种建模方法通常可以一起使用,如先
优化光栅
结构本身,然后将其插入系统。
D'cY7P 4iqmi<[(" 3. 系统中的光栅对准 Y,btL'[W {yMA7W7] dM{~Ubb 安装光栅堆栈
I^(#\vRW −为了描述系统内的光栅,光栅堆栈始终固定在参考表面上(仅平面)。
mo[<4Uks −参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。
?3TV:fx"X 堆栈方向
8? Wxd65) −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈
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_`i%9Ad.4 ApYud?0b qO{ ZZ* 安装光栅堆栈- 为了描述系统内的光栅,光栅堆栈始终固定在参考表面上(仅平面)。
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Lh9 - 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 堆栈方向
Tw;qY - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。- 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。
L~y t AZ, VHr7GAmU
) Zo_6% zL`uiZl ,M.!z@ 横向位置
8sIA;r%S −对系统中的一般场与光栅的相互作用进行建模时,必须考虑光栅的横向位置。
\K~fRUo]=c −例如,
激光束(紧密地)聚焦在线性光栅的带状结构或者气隙上,效果可能会大不相同。
cO+Xzd;838 −光栅的横向位置可通过一下选项调节
_iJXp0g 在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或
ds;cfj[ 通过组件定位选项。
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jS3(> 4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 92]ZiL?k m+2`"1IE[ ct4 [b| 单光栅分析
%M#?cmt - 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。
Fra>|;do 系统内的光栅建模
<o!&Kk 9 - 但是,任何现实的光栅结构都放置在基底上,使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。
GyAgPz - 平面建模考虑了菲涅耳损耗,但不与光栅叠层的FMM计算耦合。
'&:1?i) - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。
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DwmU fZp _gm?FxV: 5. 光栅级次通道选择 )HX:U0 D"XX920$~ ct}%Mdg 方向
[Z5[~gP3 - 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。
0vuKGjK 衍射级次选择
zf3:<CRX5 - 对于方向组合,可能会有多个衍射级。
4Kn9*V - 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。
sCtw30BL 备注
3<Z'F}lg - 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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&^7uv0M<y WVWS7N\ 6. 光栅的角度响应 q)V1{B@ ]oeuIRyQ Q:kVCm/; 衍射特性的相关性
Y62u%':X - 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。
TD{=L*{+ - 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。
r%F(?gKXkd - 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)
$xA J9_2P - 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。
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H"}w$!>r <r<Dmn|\a 示例#1:光栅物体的成像 _}zo
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"^Y 1. 摘要 hD6JW-
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sq~+1(X 4@v1jJj XLZ j Any Zi' Dd0Qp-:2 2. 光栅配置与对准 CZJHE> T9z4W]T
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j|[(*i%7| $5lW)q A 3. 光栅级次通道的选择 ZcMj=#i
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L]8e>a? 示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试
AanH{ EO#gUv 1. 光栅配置和对准 psIkG0
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L$1K7<i. / R_ u\?k( x.b; +p}= {*QvC
g? 2. 基底处理 J>=1dCK
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#PPR"w2g qyg*n>nt 3. 谐振波导光栅的角响应 3sZ,|,ueD
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]alh_U 5<89Af&&K8 4. 谐振波导光栅的角响应 ;>9OgO
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!0Idp% gyi)T?uS) 示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 >0PUWr$8 /Q?~Q0{)es 1. 用于超短脉冲的光栅 aS,a_b]
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\n#]%X5c F9MR5O" 2. 设计和建模流程 0 Tcz[$?
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oW^k7#<e} Q0pzW:=s] 3. 在不同的系统中光栅的交换 i90}Xyt
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