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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,2y" \_ Pp9nilb_( 2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 .}6Mj]7?i 3~uWrZ.u 单光栅分析
4t<l9Ilp −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。
Dqu][~oQ −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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TM1D|H 系统内的光栅建模
k"V@9q;* oD=6D9c? −在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。
mn;Wqb/ −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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lW8!_h"G`n w'-J24>= 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。
:d5fU: w=txSF&Qr 3. 系统中的光栅对准 M\f1]L|8d 1~x=bphS ,PyA$Z 安装光栅堆栈
O [81nlhS0 −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)。
yye(^ −参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。
-}W` 堆栈方向
o@d+<6Um −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈
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J6)&b7 V=C@ocyZ qU1^ K 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)。
Nd"Rt - 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
zJp@\Yo+ - 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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2`o}neF{ ?QnVWu2K MWHGB")J 横向位置
~[mAv#d&i −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。
1xJc[q −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。
[;Q8xvVZ' −光栅的横向位置可通过一下选项调节
4RH'GnLa 在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或
6G<t1?_yD 通过组件定位选项。
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4)BPrWea1 4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 btfjmR<Tp oH/4opV lD8&*5tDmP 单光栅分析
7H-,:8 - 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。
y=H^U. 系统内的光栅建模
Y=oj0(Q* - 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。
FA.h?yfr - 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。
::y+|V/ - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。
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=y`i 5. 光栅级次通道选择 )
#/@Jo2F zFjG20w%3g oRM,_ 方向
1Ftl1uf - 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。
Lc|5&<8ZG1 衍射级次选择
JM#jg-z,~ - 对于方向组合,可能会有多个衍射级。
y)W.xR - 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。
kO:iA0KUX 备注
,`/J1(\nd - 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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^;3z9}9 _/"m0/, 6. 光栅的角度响应 D?rQQxb WV5gH*uUa #,O<E@E 衍射特性的相关性
VT1W#@`e- - 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。
"D7*en - 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。
G 3P3 - 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)
:K& - 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。
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+XU*NAD,! .J3lo: 示例#1:光栅物体的成像 rMqWXGl`( ZoB?F 1. 摘要 6Flc4L8JU
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z h2+vl@X 2. 光栅配置与对准 (F_Wys=6 7|3Z+#|T
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5<Cu-X aT"q}UTK 3. 光栅级次通道的选择 [V()7
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[g/Hf(& 5KU}dw>*g 示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试 <iiu% _h7! 1. 光栅配置和对准 L.lmbxn
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gA~BhDS p+#J;. 'Wl))lB {
dw m>a 2. 基底处理 <WtX>
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jE2k\\<a PX52a[wNDH 3. 谐振波导光栅的角响应 c, \TL
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yC4JYF]JN bSU9sg\ 4. 谐振波导光栅的角响应 .
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%#2[3N{ '81$8xxdY 示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 :,y V?E6] PDvqA{ 1. 用于超短脉冲的光栅 {l.) *#O
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}&d]Uv/4 ^4x(a& 2. 设计和建模流程 oOBN
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}7+G'=XI/ 0vQ@n7 3. 在不同的系统中光栅的交换 f8L
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