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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;*J 7>RY/O;Z, 2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 pR_9NfV{ wIgS3K 单光栅分析
qQa}wcU'9p −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。
uAk.@nfiEv −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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xz]~ jL@-] 系统内的光栅建模
6u%&<")4HP pCG}ZKa −在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。
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−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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vQ.R{!",> 2<6UwF 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。
E-FUlOG& Gm`8q}<I 3. 系统中的光栅对准 (k P9hcV QGz|*] Nboaf 安装光栅堆栈
4ppz,L,4 −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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A −参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。
zm# ?W 堆栈方向
qgB_=Q#E −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈
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,: ^u-b| ~M$Wd2Th YYS0` 安装光栅堆栈- 为了描述系统内的光栅,光栅堆栈始终固定在参考表面上(仅平面)。
fV~~J2IK - 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 堆栈方向
E`J@hl$N - 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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q>+ tX[WH\(xI 横向位置
#Q5o)x −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。
MOC/KNb −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。
R-14=|7a- −光栅的横向位置可通过一下选项调节
u:b=\T L 在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或
4z)]@:`}z 通过组件定位选项。
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<naz+QK' 4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 8EY:tzw |a@L}m ,u m|1dh 单光栅分析
Ca-j?bb! - 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。
[Qr"cR^ 系统内的光栅建模
|uDdHX8T - 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。
ULW~90 - 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。
4K74=r),i - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。
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?ubro0F: =M-p/uB] 5. 光栅级次通道选择 =c7;r]Ol 'q.!|G2U t<qiGDJ<d 方向
7z-[f'EIUI - 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。
N21smC} 衍射级次选择
5dg(e3T - 对于方向组合,可能会有多个衍射级。
adw2x pj - 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。
4P0}+ 备注
0YHFvy) - 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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&{i{XcqH' 0$njMnB2l 6. 光栅的角度响应 SAz KSL`W2} 9FX-1,Jx 衍射特性的相关性
< vP=zk - 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。
$8FUfJ1@ - 对于不同的波长/偏振,衍射效率也不同,并且对于不同的入射角,衍射效率也不相同。
/O9EQ Pm( - 为了解决与角度有关的衍射行为,可能需要指定k域中的采样点(等效于角度空间)
@XVTU - 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。
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%$mA03[MQ d'2A,B~_* 示例#1:光栅物体的成像 y)*RV;^ YK\X+"lB 1. 摘要 qWw=8Bq
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)X!,3Ca{43 (#'>(t(4 /j^ K%d&EYoW] =QsYXK7Mn4 2. 光栅配置与对准 :pUtSs7p} h$*!8=M
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l^qI,M $u.z*b_yy 3. 光栅级次通道的选择 1"g<0
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=QCp4^ #*}+J3/ 示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试 Q;u pau 8_8l.!~ 1. 光栅配置和对准 4z? l
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hQi2U $?Wb}DU7_L <qSC#[xu 40/Y\ 2. 基底处理 rKn~qVls
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pFXEu=$3 ;fJ.8C 3. 谐振波导光栅的角响应 (?c-iKGc
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q@qsp&0/ Zh,71Umz 4. 谐振波导光栅的角响应 ,^:.dFH6
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>bxS3FCX ]q.0!lh+WL 示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 N$DkX)Z J1vR5wbu 1. 用于超短脉冲的光栅 /B3i C#?
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8 2. 设计和建模流程 %$I;{-LD
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y(&Ac[foS} y2v^-q3 3. 在不同的系统中光栅的交换 XkqCZHYkS
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