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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@gqs4cg{f 1={Tcq\] 2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 | 8L`osg g=YiR/O1QN 单光栅分析
,I&0#+}n −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。
r(in]7 −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。
_9-D3_P[3 UK<DcM~n
`TlUJ]d) 系统内的光栅建模
^3)2]>pW `7qp\vYL −在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。
/jn3'q_, −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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\Af|$9boHz %Rsf6rJ 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。
$-9@ /%Y -z 5k4Y 3. 系统中的光栅对准 ]zq_gV8k vsz^B
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安装光栅堆栈
;7n*PBUJJ −为了描述系统内的光栅,光栅堆栈始终固定在参考表面上(仅平面)。
dbUZGn~ −参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。
Fee WZe0i 堆栈方向
v{{2<,l −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈
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>eTgP._ q>:&xR"ra 7CL@iL Tq 安装光栅堆栈- 为了描述系统内的光栅,光栅堆栈始终固定在参考表面上(仅平面)。
HJ1\FO9\ - 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 堆栈方向
w$;*~Qc - 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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6BN(^y#-X n25tr'= -%V-'X5 横向位置
07"Oj9NlA −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。
*;yMD-= −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。
ODvpMt:+ −光栅的横向位置可通过一下选项调节
$~@096`QL< 在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或
e, 0I~: 通过组件定位选项。
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d<'Yt|zt 4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 MirBJL
.QQI~p0: d~Ry> 单光栅分析
,Ve@=< - 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。
TIhzMW\/K 系统内的光栅建模
z slEUTj) - 但是,任何现实的光栅结构都放置在基底上,使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。
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xX - 平面建模考虑了菲涅耳损耗,但不与光栅叠层的FMM计算耦合。
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w(%}8w - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。
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@d^h/w !gew;Jz 5. 光栅级次通道选择 U@5Z9/n{ :@Dos'0Px RZh)0S>J 方向
N_Ld,J%g - 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。
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|^KL 衍射级次选择
"s<lLgi - 对于方向组合,可能会有多个衍射级。
,wo"(E!4e - 并非总是需要考虑所有衍射级,建议仅使用感兴趣的衍射级。
+*{5ORq= 备注
fO(S+} - 在FMM计算中,光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响
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U*:'/. 9:w,@Phe 6. 光栅的角度响应 Lbp6I0&n z ;Nk& <? 9ufs6z 衍射特性的相关性
Z2jb>% - 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。
[gp:nxyfQm - 对于不同的波长/偏振,衍射效率也不同,并且对于不同的入射角,衍射效率也不相同。
TPFmSDq - 为了解决与角度有关的衍射行为,可能需要指定k域中的采样点(等效于角度空间)
/(pChY> - 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。
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\o)4m[oF s;WCz 示例#1:光栅物体的成像 2vQ^519 dKTAc":-} 1. 摘要 9,eR=M]+:
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N4jLbnA 'k Z1&_{ _N';`wjDY XqH<)B
] aW$nNUVD 2. 光栅配置与对准 lB~'7r` l8Qi^<i/
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M)^9e? 1u+(rVQN 3. 光栅级次通道的选择 H5 hUY'O
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gjLgeyyWC @0'|Uygn 示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试 ACltV"dB^ <j3HT"^[D 1. 光栅配置和对准 C
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c (8J j)qh>y) M[_I16s V/}8+Xq 2. 基底处理 AI; =k
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!I_4GE, f"^tOgGH 3. 谐振波导光栅的角响应 MV\zwH
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r'\TS U5! 6|}mTG^ 4. 谐振波导光栅的角响应 hiHp@"l<
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X"l 示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 zUqDX{I8 ht9b=1wd%s 1. 用于超短脉冲的光栅 ?s33x#
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_AYF'o-Cm {H2i+"cF 2. 设计和建模流程 54w-yY
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[=+/ IhLfuyFWu 3. 在不同的系统中光栅的交换 I#U44+c
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