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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!Szgph"ul J@u!S~&r 2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 |Fh`.iT%c @B>%B EC 单光栅分析
18[?dV −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。
A-AN6. −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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Gaw,1Ow!`2 系统内的光栅建模
-r6(=A a9mr-`< −在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。
xX/Qoq (}i −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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S7\|/h:4 !0d9<SVC 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。
ek+8hnkh `Tm8TZd66 3. 系统中的光栅对准 2Wc;hJ.1 `*uuB; ~gzpX,{n 安装光栅堆栈
nKZRq&~^E −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)。
D@YM}HXuj −参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。
^<5^9]x 堆栈方向
f|[5&,2< −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈
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J^<j=a|D ;4O;74`Zh `rOe5Zp$ 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)。
c_DB^M!h - 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
ND99g - 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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Yb- 4*ty&s=5OJ w~FO:/ 横向位置
F4aJr%!\6S −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。
802]M −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。
ht[TMdV −光栅的横向位置可通过一下选项调节
9iN!hy[ 在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或
4HYH\ey 通过组件定位选项。
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hzf}_1 4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 Z!5m'yZO Zqe[2() ^Qb!k/$3y 单光栅分析
Pq_ApUZa - 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。
|RbUmuj 系统内的光栅建模
_o=`-iy9 - 但是,任何现实的光栅结构都放置在基底上,使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。
4j=@}!TBt - 平面建模考虑了菲涅耳损耗,但不与光栅叠层的FMM计算耦合。
K+aJ`V - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。
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J~ gkGso .q& ]wu 5. 光栅级次通道选择 d ;Gm {g# 66y ,{t R/KWl^oNj 方向
ywa .cq - 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。
g5TLX&Bd 衍射级次选择
u[% J#S - 对于方向组合,可能会有多个衍射级。
4dD@lG~ - 并非总是需要考虑所有衍射级,建议仅使用感兴趣的衍射级。
7$!Bq# 备注
@0x.n\M_ - 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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9?mOLDu}Q0 }v|[h[cZ 6. 光栅的角度响应 L[9+xK^g oeqJ?1=! {&AT}7 衍射特性的相关性
b|pNc'u:Cn - 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。
&cv/q$W4 - 对于不同的波长/偏振,衍射效率也不同,并且对于不同的入射角,衍射效率也不相同。
=GS_ G;Dz - 为了解决与角度有关的衍射行为,可能需要指定k域中的采样点(等效于角度空间)
Y~\xWYR - 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。
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3 mMdq*X5 ieg PEb 示例#1:光栅物体的成像 <zWQ[^ Z-r0
D 1. 摘要 !"qEB2r
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bsS|!KT 5;%xqdD O9 r44ww J'&?=| k/f_@8 2. 光栅配置与对准 /? <9,7#i =:T:9Y_ i
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zCN;LpbEJY S6Xw+W02 3. 光栅级次通道的选择 S %%qn
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0j!H: 示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试 Ts *'f l@2`f#y1~< 1. 光栅配置和对准 f;I"tugO
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[&59n,R` Z\yLzy#8 +Gs;3jC^ J~ rC 2. 基底处理 #k]0[;1os
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{+59YO ;5S7_p2]j 3. 谐振波导光栅的角响应 +2enz!z#k
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R3=E?us! @MVZy 4. 谐振波导光栅的角响应
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[?(W7 uy28=BE 示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 3om7LqcRo zTzG&B- 1. 用于超短脉冲的光栅 k3eN;3#&
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745PCC'FK 6:X\vw 2. 设计和建模流程 T7X2$ '
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KAaeaiD :H k4i%hGk 3. 在不同的系统中光栅的交换 agot
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